精密焊接是指可以達到精確成形製造目的的焊接工藝。一般具有高能密度焊接的方法均可達到精密焊接的目的。
基本介紹
- 中文名：精密焊接
- 外文名：precision welding
- 定義：可達到精確成形目的的焊接工藝
- 類型：雷射焊接、電子束焊接等
- 套用：微電子技術、汽車工業等
- 學科：冶金學
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簡述
精密焊接更為確切的名稱，按照現代學科命名的概念，應為精密焊接與連線（Joinfng）。因為它除了用焊接法連線之外，還包括釺接（Soldering，有軟釺接和硬釺接之分）、鍵接（Bonding）、粘接（或膠接，Olueing）。從精密件的特點來看，被連線的對象皆處予精密加工及表面最終處理狀態（包括熱處理、表面電鍍、化鍍、精密噴丸處理、真空塗膜等等），因此要求在精密焊接或連線之後，對母材力學性能的影響不應導致低於原設計要求，對表面狀態的影響也不應導致低於原設計要求（低溫時效強化處理者除外）的後果。為此，當採用電焊時，通電時間都以毫秒至秒的數量級控制，包括脈衝雷射束焊接或釺接、脈衝電阻焊接、貯能撞焊、脈衝鎢極微氬弧點焊等。
類型
精密焊接主要包括：雷射焊接、電子束焊接、擴散焊接和焊熔近淨成形技術。
雷射焊接
雷射焊接是利用能量密度很高的雷射束聚焦到工件表面，使輻射作用區表面的金屬“燒熔”黏合而形成焊接接頭。雷射焊接的本質特徵是基於小孔效應的焊接。為產生小孔，雷射功率密度應足夠高，小孔深度即為焊接熔深。隨著工件相對光束的移動，小孔保持穩定並在材料中移動，小孔周圍為淚滴狀的溶池所包圍。小孔內充滿金屬蒸氣形成的電漿，這個具有一定壓力的電漿還向工件表面空間 噴發，在小孔之上，形成一定範圍的等離子云。
電子束焊接
加工裝置由四大基本系統組成：電子槍系統、真空系統、控制系統和電源系統。電子槍是用來發射高速電子流並加以初步聚集的系統。真空系統作用是保證真空室所需的真空度。因為電子只有在高真空下才能高速運動。同時阻止發射陰極不至於在高溫下被氧化。控制系統作用是控制電子束大小、方向以及工作檯移動等。電子柬加工對電源系統要求很高。
電子束焊接時，控制電子束能量密度，使焊件焊接頭處的金屬熔融，在電子束連續不斷地轟擊下，形成一個被熔融金屬環繞著的毛細管狀的蒸汽管，如果焊件按一定速度沿著焊件接縫與電子束作相對移動，則接縫上的蒸汽管由於電子束的離開而重新凝固，使焊件的整個接縫形成一條焊縫。電子束焊接可以焊接幾乎所有用熔焊方法可焊的金屬材料，它可焊接難熔金屬、化學性能活潑的金屬；可焊接很薄的工件，也可焊接幾百毫米厚的工件；還可焊接用一般焊接方法難以完成的異種金屬焊接。
擴散焊接
擴散焊是一種可以連線物理、化學性能差別很大的異種材料的固態連線方法。如陶瓷與金屬，並可連線截面形狀和尺寸差異大的材料，以及連線經過精密加工的零部件而不影響其原有精度。
焊熔近淨成形
焊熔近淨成形技術是一種新發展的快速零件(原型)製造技術。其實質是採用成形熔化製成全部由焊縫組成的零件。通常可採用已經成熟的焊接技術，按照零件的需求連續逐層堆焊，直至達到零件的最終尺寸。這種方法的優越性在於：新制物件尺寸、形狀幾乎不受限制，已製成最大外徑達5.8 m、重500 t的部件；其金屬材料利用率高；由於接近淨成形，只需少量加工即可；焊接材料用率達80%以上，化學成分均勻，衝擊韌變、斷裂韌變均顯著改善。
這種新型焊接成形適用於大型，對材料有特殊要求或對形狀有一定要求的場合，特別適用於零件原型的開發，在未來製造業中有一定的位置。
套用領域
微電子技術：主要用於積體電路的裝封、晶片內部的引腳焊接以及微型焊等。
低壓電器：主要用於繼電器、短路器觸點及接外掛程式接頭的焊接。
航空航天：主要用於特殊材料的焊接，導航設備、探測雷達等精密器件的製造。
精密機械：主要用於數控工具機、機器人、雷射設備、醫療器械、印刷、紡織印染設備、半導體加工設備等的加工和製造。
信息產業：主要用於通訊設備、計算機、數碼產品、儀器儀表、感測器等的加工製造。
汽車工業：主要用於汽車發動機零部件的製造、汽車車身的精密裝配連線等。
精密焊接適用於包括環縫自動導軌焊接在內的各種焊接場合。幾乎所有的金屬都可以採用精密焊接的方法進行焊接。
