红外焦平面微型金属杜瓦高气密激光焊接的研究

高气密激光焊接是红外焦平面微型金属杜瓦的关键技术。针对微型杜瓦的结构和材料特点,通过实验对激光焊接设备可调参数电流和脉宽与焊接能量的关系、电流和脉宽对焊斑宽度、焊接斑深度的影响、离焦量和重叠对焊接质量影响的研究,得到不锈钢和柯伐、不锈钢与不锈钢和柯伐与柯伐的合理的焊接参数,并将这些工艺参数应用到某个工程项目用红外焦平面微型金属杜瓦的激光焊接中,其漏率均优于3×10-12Torr.L/s。     

电力电子器件用陶瓷—金属管壳

综述了最近十几年来,国内外电力电子器件用管壳的技术发展概况,提出了我国与国外电力电子器件用管壳在材料、工艺、结构和生产检验手段等多方面的对比,找出了我国陶瓷金属管壳的差距和改进实施办法。     

激光-电阻复合焊接铝合金T型接头工艺及性能

采用激光-电阻复合焊接方法进行铝合金T型接头焊接工艺试验,对激光-电阻复合焊接过程中的主要焊接工艺参数:滚轮电极形状、电流大小和激光功率对焊缝成形及接头性能的影响进行分析,并优化工艺参数以获得良好的焊缝成形和优质焊接接头.试验结果表明:采用弧形端面滚轮电极,在合适的电流和激光功率参数条件下,激光-电阻复合焊接T型接头不仅可以降低接头搭接面的间隙,而且改善焊缝成形,增加搭接面的焊缝宽度,使T型接头的拉伸剪切栽荷与单独激光焊接相比得到显著提高.激光-电阻复合焊接有效改善了激光焊接存在的一些不足,拓展了激光焊接的工业应用范围.     

基于响应面法的DP800车用高强钢激光-电弧复合焊接焊缝成形研究

为了优化DP800车用高强钢复合焊接的焊缝成形和工艺参数,基于响应面法建立了激光-电弧复合焊接主要工艺参数与焊缝特征参数之间的数学模型,并进行了方差分析。以特定熔深和最小化熔宽为目标,对激光功率、焊接电流、焊接速度进行了优化,得到最优工艺参数,并进行了试验验证。研究结果表明：激光功率和焊接电流与焊缝熔深呈正相关,焊接速度与焊缝熔深呈负相关;随着焊接电流的增加或焊接速度的降低,焊缝熔宽逐渐增大,激光功率几乎不对熔宽产生影响。在最优工艺参数下通过试验验证了模型的准确性,熔深和熔宽的误差率均在5%以内。     

窄间隙条件下激光-电弧复合焊接稳定性研究

相对于当前的厚板焊接方法,激光-电弧复合焊接有很多优点。为了使激光-电弧复合焊接技术应用于厚板焊接,本文采用4 KW光纤激光器针对16 mm厚低碳钢板进行激光-电弧复合焊接打底焊接工艺研究,探究了坡口尺寸、电流值、速度等规范参数对激光-电弧打底焊接稳定性的影响,通过金相观查焊缝横截面形貌。结果表明:坡口尺寸、电流以及焊接速度是影响激光-电弧复合焊接过程稳定性的主要工艺规范。通过电弧电流等工艺规范的匹配,激光-电弧复合焊实现5 mm钝边,12°类Y型坡口的熔透打底焊接。     

管材激光弯曲规律的试验研究

通过实验研究管状件激光弯曲成形的机理以及成型规律。金属管状零件的激光弯曲成形是一种利用激光加热来实现构件的柔性成形技术,其基本原理是利用高能激光束扫描金属管表面,加热区域材料的热膨胀引起材料产生堆积,冷却后,该区域材料沿轴向上的缩短,导致了金属管朝向激光束的弯曲从而最终实现无模具成形。影响金属管状零件激光弯曲成形的工艺参数主要有激光功率、扫描角度、扫描次数、光斑直径和扫描速度。通过实验研究了工艺参数对弯曲角度的影响。在一定取值范围内,增大激光功率,增大扫描角度,增加扫描次数,降低扫描速度均可以使弯曲角度变大;增大光斑直径,弯曲角度会变小。     

激光工艺参数对玻璃陶瓷孔锥度和热影响区的影响北大核心CSCD

通过析因设计实验,研究了工艺参数对氟金云母玻璃陶瓷激光加工孔锥度和热影响区(HAZ)的影响,建立了孔锥度和HAZ厚度与工艺参数之间的回归方程,并对工艺参数进行了优化。实验结果表明,激光加工工艺参数对孔锥度和HAZ的影响程度按强弱依次为电流、离焦量、脉宽和重复次数。此外,孔锥度和HAZ还受电流和离焦量、电流和脉宽之间交互作用的影响。建立的回归方程能够较好地描述孔锥度和HAZ厚度与工艺参数之间的关系,由此获得了最优的激光加工工艺参数:电流150A,脉宽2ms,重复次数3次,离焦量2.18mm。     

传感器不锈钢外壳激光焊接封装工艺研究

采用Nd∶YAG激光对井下作业光纤传感器的SUS304不锈钢外壳进行了焊接.为改进传感器不锈钢外壳封装工艺,满足井下作业环境对传感器不锈钢外壳较高的强度和较好密封性要求,采用正交实验设计方法优化了激光焊接的工艺参数并比较了优化效果.优化的激光焊接参数为电流180A,脉宽3ms,频率30Hz,扫描速度10mm/s.对焊接接头进行了拉伸强度测试、断口分析、金相组织分析、显微硬度分析.结果表明:优化参数的焊接试样质量明显好于未优化参数的试样,其抗拉强度为767.5N/mm2,达到基材抗拉强度的96%,拉伸断裂机制为韧性断裂;焊缝组织没有出现气孔、裂纹等缺陷;焊缝硬度与基材相当,硬度范围为HV0.3230～250.     

我国IC封装概况及发展前途

本文对我国集成电路封装的几种类型和主要应用,以及它们使用的一些材料和工艺方法,作了简要的介绍。对超高频管壳、功率管壳、恒温管壳、防辐射管壳、光电管壳和微型组装技术,也简单地进行了介绍。对今后我国集成电路封装技术的发展提出了一些看法。     

铝合金封装微波组件的激光焊接密封技术

介绍了激光焊接机理和特点,分析了铝合金的激光焊接工艺特性,设计了激光焊接密封接头结构.通过对铝合金封装壳体的激光焊接密封工艺试验和分析,研究了装配间隙、材料表面状态、焊接工艺参数和工装夹具等因素对焊接密封质量的影响,成功实现了良好焊缝质量的焊接,达到微波组件氦气泄漏率低于1×10-8 Pa·m3/s的密封要求.     

激光抛光技术在红外探测器组件封装中的应用探索

提出将激光抛光技术应用于杜瓦部件激光焊焊缝的抛光处理中,以解决目前红外探测器杜瓦封装激光焊焊缝粗糙度大、探测器组件长时间使用过程中杜瓦焊缝强度和内部真空度欠佳、影响探测器寿命和使用性能的问题。通过实验研究了主要参数对抛光质量的影响规律,并利用激光共聚焦显微镜等设备测试了激光抛光结果。激光抛光技术可使激光焊焊缝的表面粗糙度Ra从0.25mm降低到0.03mm。研究结果充分表明,绿色高效非接触的激光抛光可以实现红外探测器杜瓦组件外表面激光焊焊缝的高质量抛光,在红外探测器制造领域有重大的潜在应用价值。     

Simulation and Experimental Study of Laser Hammering for Laser Diode Packaging

Laser hammering is a key and effective technique to correct the post-weld-shift in laser welding process. In order to obtain a detailed understanding of the shrinkage deformation principle and magnitude induced by laser Hammering, a finite-element-method (FEM) is employed to analyze the welding shift for the TO-CAN style laser diode package. Detailed relations between welding shift and the beam energy pulse width are obtained. A welding shift measurement system with two noncontact capacitive displacement sensors with high accuracy and high resolution is established. The measurement system can determine the shift direction or deformation angle in real time. The experiment results of this paper will be helpful for the selection of laser beam parameters in the laser hammering process to achieve fast and accurate shift correction     

变形镁合金AZ31B的激光焊接工艺研究

本文以AZ31B变形镁合金为主要对象 ,研究镁合金的激光焊接工艺特点 ,探讨焊接工艺参数对接头组织及性能的影响。结果表明 ,激光脉宽是影响焊接接头性能的主要工艺参数 ,通过控制激光脉冲宽度可以获得高质量的镁合金焊接接头。组织观察发现镁合金激光焊接接头焊缝组织致密 ,晶粒细小 ,热影响区不明显 ;另外硬度试验显示 ,母材、热影响区、焊缝硬度相当。在本试验条件下采用YAG激光焊接工艺能够成功的实现变形镁合金AZ31B的连接 ,接头强度可达母材的 95 %。     

小尺寸不锈钢片脉冲激光焊接的参数分析

研究小尺寸不锈钢片脉冲激光焊接的特点,着重分析焊接参数对焊缝熔透状况和焊缝宽度的影响。实验表明,随着脉宽增大,激光功率密度的熔透阈值减小,平均功率的熔透阈值线性增加;但是功率密度不能无限减小,为了保证熔透它必须在某一极限值以上。影响焊缝宽度的主要是激光功率密度、脉冲宽度和脉冲频率这三个参数。本文为散热条件受限的小尺寸工件精密激光焊接提供了有益的经验,同时也为加工过程的数值模拟分析提供了实验基础。     

316L不锈钢激光-钨极惰性气体复合焊接工艺研究

为了进一步提高316L不锈钢的可焊性,采用Rofin Sinar 5kW快轴流CO2激光器和Miller钨极惰性气体(TIG)焊机,对3mm厚316L不锈钢进行了一系列CO2激光-TIG电弧复合焊接工艺试验,研究了激光功率、电弧电流、热源间距等工艺参数对焊缝成形的影响规律。在激光功率大于2.5kW时,会产生小孔效应,其对复合焊接熔深影响显著;而当电弧电流小于150A时,焊接熔宽与两热源的热输入关系密切,当电流大于150A时,仅电弧电流是焊接熔宽的决定性因素;热源间距存在一个最佳值2mm~3mm,此时,焊接熔深可提高1.46倍~2.54倍。研究结果表明,复合焊接提高了316L不锈钢的可焊性。     

基于正交实验的SUS304不锈钢激光打孔过程参量优化

为了优化激光打孔参量和提高激光打孔成型质量,采用正交实验法对5mm厚的SUS304不锈钢材料进行激光打孔实验研究和理论分析,测量和计算得到了激光打孔上下孔径和锥度的数据,并采用极差分析法得到了脉冲宽度、脉冲能量、重复频率、离焦量和脉冲个数等参量对小孔锥度的影响程度以及SUS304不锈钢激光打孔的最优实验参量组合。结果表明,离焦量、脉冲宽度和脉冲个数对孔锥度的影响较大,重复频率和脉冲能量的影响较小,优化后的激光参量为脉冲宽度0.5ms、脉冲能量2.5J、重复频率40Hz、离焦量0mm、脉冲个数200个。采用优化后的激光参量可加工出锥度较小的孔。     

脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响分析

为了研究脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响,采用有限元法对HgCdTe红外探测器进行2维建模,以及激光辐照探测器温度场的仿真,得到了波段内外脉宽从10ns~1000ns的单脉冲激光损伤阈值。由于采用实验测定所有脉宽激光损伤阈值的办法不现实,故通过仿真计算,给出了从ns~μs量级不同激光脉宽的单脉冲探测器损伤阈值公式。结果表明,波段外单脉冲损伤阈值为9MW/cm2~0.9MW/cm2,波段内为150MW/cm2~15MW/cm2,并且探测器单脉冲损伤阈值与激光脉冲宽度呈负指数关系;当采用重频激光辐照探测器时,在相同的重复频率下,因长脉冲激光比窄脉冲宽激的脉冲间隔小,故长脉冲激光辐照时更容易出现温度积累效应,从而出现大面积损伤。这为进一步研究探测器的热应力场热弹性波和激光防护等提供了重要的理论分析依据。     

CO2激光-MIG复合对接焊熔透工艺

在有坡口间隙对接焊时，焊缝根部成形状态是衡量复合焊搭桥质量及其适应能力的重要指标。因此研究了CO2激光惰性气体金属弧焊(MIG)复合焊接3 mm厚不锈钢板时激光功率、电弧电流、激光-电弧距离、焊接速度、坡口间隙等工艺参数对根部熔宽的影响，并通过CCD摄像机对焊接过程中的等离子体进行了观察。研究表明，随着焊接参数的变化，CO2激光-MIG复合焊存在四种熔透状态，对某一间隙范围，选择合适的激光功率、电弧电流、激光电弧距离与焊接速度可以获得“适度熔透”的良好根部成形。激光功率、电弧电流过小，速度过大则会产生“未熔透”或“不稳定熔透”，反之则“过熔透”。间隙较大时，激光功率对熔透的影响较小。另外还研究了不同激光电弧距离对等离子体形态及其对熔透的影响。