中心議題：

• 激光焊接技術在傳感器生產中應用

解決方案：

• 利用高輻射強度的激光束
• 利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝

  一
、傳感器

根據國家標準GB7665-87
，傳感器定義為：能(neng)感(gan)受(shou)規(gui)定(ding)的(de)被(bei)測(ce)量(liang)並(bing)按(an)照(zhao)一(yi)定(ding)的(de)規(gui)律(lv)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)可(ke)用(yong)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)器(qi)件(jian)裝(zhuang)置(zhi)。傳(chuan)感(gan)器(qi)作(zuo)為(wei)檢(jian)測(ce)工(gong)具(ju)，要(yao)求(qiu)檢(jian)測(ce)研(yan)究(jiu)對(dui)象(xiang)的(de)物(wu)理(li)或(huo)化(hua)學(xue)的(de)信(xin)息(xi)
，其(qi)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)要(yao)求(qiu)穩(wen)定(ding)、可靠、精度高，所以對傳感器有以下幾個要求：

（1）適應惡劣環境能力強

傳感器一般工作環境十分廣
，從極寒至酷熱地區，許多在露天環境下工作，能抗飛沙走石
、灰塵
，還應耐潮濕
，較高的抗鹽類腐蝕、酸性腐蝕的能力，有抗汙染氣體幹擾的能力，能適應在高溫、極寒、強烈振動
、衝擊以及在其他條件下正常工作的能力，還應抗噪聲能力強
，信噪比高。

（2）價格適中，適於大批量生產

要求傳感器一致性好，適宜自動化批量生產，對加工設備有較高要求，以便排除人工操作帶來的不一致性和失誤。

（3）穩定性和可靠性高

傳感器是一種高精度檢測儀器，在軍事、航空、航hang天tian中zhong應ying用yong都dou有you嚴yan格ge要yao求qiu，產chan品pin都dou須xu經jing過guo嚴yan格ge測ce試shi才cai能neng應ying用yong。所suo以yi傳chuan感gan器qi生sheng產chan是shi一yi種zhong高gao新xin技ji術shu的de具ju體ti運yun用yong和he體ti現xian。一yi種zhong傳chuan感gan器qi是shi否fou有you較jiao高gao的de技ji術shu附fu加jia值zhi體ti現xian在zai所suo包bao含han的de技ji術shu含han量liang和he加jia工gong工gong藝yi的de技ji術shu是shi否fou高gao新xin。

有部分傳感器由於其應用環境的狀況需金屬封裝，一般采用焊接密封

，如壓力傳感器、力傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、溫度傳感器等，這類傳感器內部有敏感元件和集成電路
，充惰性氣體或抽真空與外界隔絕，有耐壓
、氣qi密mi性xing要yao求qiu
，另ling有you焊han接jie強qiang度du要yao求qiu和he漏lou氣qi率lv要yao求qiu
，對dui焊han接jie質zhi量liang要yao求qiu高gao，而er且qie焊han接jie過guo程cheng中zhong要yao求qiu變bian形xing小xiao
，不bu能neng對dui內nei部bu元yuan件jian和he微wei電dian路lu有you損sun壞huai。目mu前qian傳chuan感gan器qi密mi封feng焊han接jie有you電dian阻zu焊han、鎢極氬弧焊、等離子弧焊、電子束焊和激光焊。

二、激光焊接

1. 激光焊接原理

激光是輻射的受激發射光放大的簡稱
，由於其獨有的高亮度、高方向性

、高單色性
、高相幹性，自誕生以來，其在工業加工中的應用十分廣泛，成為未來製造係統共同的加工手段。

用激光焊接加工是利用高輻射強度的激光束
，激光束經過光學係統聚焦後，其激光焦點的功率密度為104~107W/cm2，加工工件置於激光焦點附近進行加熱熔化
，熔化現象能否產生和產生的強弱程度主要取決於激光作用材料表麵的時間
、功率密度和峰值功率。控製上述各參數就可利用激光進行各種不同的焊接加工。

2. 激光焊接的一般特點

激光焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝，它與電子束等離子束和一般機械加工相比較
，具有許多優點：

激光束的激光焦點光斑小
，功率密度高，能焊接一些高熔點、高強度的合金材料。

激光焊接是無接觸加工，沒有工具損耗和工具調換等問題。激光束能量可調，移動速度可調，可以多種焊接加工。

激光焊接自動化程度高，可以用計算機進行控製，焊接速度快，功效高，可方便的進行任何複雜形狀的焊接。

激光焊接熱影響區小
，材料變形小
，無需後續工序處理。

激光可通過玻璃焊接處於真空容器內的工件及處於複雜結構內部位置的工件。

激光束易於導向
、聚焦，實現各方向變換。

激光焊接與電子束加工相比較
，不需要嚴格的真空設備係統，操作方便。

激光焊接生產效率高
，加工質量穩定可靠
，經濟效益和社會效益好。
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3. 激光焊接在傳感器生產中的工藝特點

激光用來封焊傳感器金屬外殼是目前一種最先進的加工工藝方法
，主要基於激光焊接有以下特點：

(1) 高的深寬比。焊縫深而窄，焊縫光亮美觀。

(2) 最小熱輸入。由於功率密度高，熔化過程極快，輸入工件熱量很低
，焊接速度快，熱變形小，熱影響區小。

(3) gaozhimixing。hanfengshengchengguochengzhong，rongchibuduanjiaoban，qitiyichu，daozhishengchengwuqikongrongtouhanfeng。hanhougaodelengquesuduyouyishihanfengzuzhiweixihua，hanfengqiangdu、韌性和綜合性能高。

(4) 強qiang固gu焊han縫feng。高gao溫wen熱re源yuan和he對dui非fei金jin屬shu組zu份fen的de充chong分fen吸xi收shou產chan生sheng純chun化hua作zuo用yong
，降jiang低di了le雜za質zhi含han量liang
，改gai變bian夾jia雜za尺chi寸cun和he其qi在zai熔rong池chi中zhong的de分fen布bu，焊han接jie過guo程cheng中zhong無wu需xu電dian極ji或huo填tian充chong焊han絲si，熔rong化hua區qu受shou汙wu染ran小xiao，使shi焊han縫feng強qiang度du
、韌性至少相當於甚至超過母體金屬。

(5) 精確控製。因為聚焦光斑很小，焊縫可以高精度定位，光束容易傳輸與控製，不需要經常更換焊炬、噴咀，顯著減少停機輔助時間
，生產效率高
，光無慣性，還可以在高速下急停和重新啟始。用自控光束移動技術則可焊複雜構件。

(6) 非接觸

、大氣環境焊接過程。因為能量來自激光

，工件無物理接觸
，因此沒有力施加於工件。另磁和空氣對激光都無影響。

(7) 由於平均熱輸入低
，加工精度高

，可減少再加工費用
，另外，激光焊接運轉費用較低，從而可降低工件成本。

(8) 容易實現自動化，對光束強度與精細定位能進行有效控製。

三、激光焊接與現有焊接方法的比較

目前傳感器密封焊接采用的方法有：電阻焊
、氬弧焊、電了束焊、等離子焊等。

1. 電阻焊：它ta用yong來lai焊han接jie薄bo金jin屬shu件jian，在zai兩liang個ge電dian極ji間jian夾jia緊jin被bei焊han工gong件jian通tong過guo大da的de電dian流liu熔rong化hua電dian極ji接jie觸chu的de表biao麵mian，即ji通tong過guo工gong件jian電dian阻zu發fa熱re來lai實shi施shi焊han接jie。工gong件jian易yi變bian形xing
，電dian阻zu焊han通tong過guo接jie頭tou兩liang邊bian焊han合he，而er激ji光guang焊han隻zhi從cong單dan邊bian進jin行xing，電dian阻zu焊han所suo用yong電dian極ji需xu經jing常chang維wei護hu以yi清qing除chu氧yang化hua物wu和he從cong工gong件jian粘zhan連lian著zhe的de金jin屬shu，激ji光guang焊han接jie薄bo金jin屬shu搭da接jie接jie頭tou時shi並bing不bu接jie觸chu工gong件jian，再zai者zhe，光guang束shu還hai可ke進jin入ru常chang規gui焊han難nan以yi焊han及ji的de區qu域yu，焊han接jie速su度du快kuai。

2. 氬弧焊：使用非消耗電極與保護氣體，常用來焊接薄工件，但焊接速度較慢，且熱輸入比激光焊大很多
，易產生變形。

3. 等離子弧焊：與氬弧類似
，但其焊炬會產生壓縮電弧，以提高弧溫和能量密度，它比氬弧焊速度快、熔深大，但遜於激光焊。

4.電子束焊：它靠一束加速高能密度電子流撞擊工件，在工件表麵很小密積內產生巨大的熱，形成"小孔"效xiao應ying
，從cong而er實shi施shi深shen熔rong焊han接jie。電dian子zi束shu焊han的de主zhu要yao缺que點dian是shi需xu要yao高gao真zhen空kong環huan境jing以yi防fang止zhi電dian子zi散san射she
，設she備bei複fu雜za
，焊han件jian尺chi寸cun和he形xing狀zhuang受shou到dao真zhen空kong室shi的de限xian製zhi，對dui韓han件jian裝zhuang配pei質zhi量liang要yao求qiu嚴yan格ge
，非fei真zhen空kong電dian子zi束shu焊han也ye可ke實shi施shi，但dan由you於yu電dian子zi散san射she而er聚ju焦jiao不bu好hao影ying響xiang效xiao果guo。電dian子zi束shu焊han還hai有you磁ci偏pian移yi和heX射線問題，由於電子帶電，會受磁場偏轉影響
，故要求電子束焊工件焊前去磁處理。X射線在高壓下特別強
，需對操作人員實施保護。激光焊則不需真空室和對工件焊前進行去磁處理，它可在大氣中進行
，也沒有防X射線問題
，所以可在生產線內聯機操作，也可焊接磁性材料。

四、激光焊接在傳感器生產的應用前景

激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)技(ji)術(shu)是(shi)一(yi)種(zhong)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)，由(you)於(yu)其(qi)獨(du)有(you)的(de)特(te)點(dian)，特(te)別(bie)適(shi)合(he)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)密(mi)封(feng)焊(han)中(zhong)使(shi)用(yong)，目(mu)前(qian)國(guo)外(wai)許(xu)多(duo)生(sheng)產(chan)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)廠(chang)家(jia)均(jun)利(li)用(yong)激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)生(sheng)產(chan)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，而(er)國(guo)內(nei)采(cai)用(yong)此(ci)工(gong)藝(yi)的(de)廠(chang)家(jia)不(bu)多(duo)
，主(zhu)要(yao)是(shi)一(yi)些(xie)生(sheng)產(chan)軍(jun)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)品(pin)的(de)廠(chang)家(jia)和(he)部(bu)分(fen)科(ke)研(yan)機(ji)構(gou)在(zai)采(cai)用(yong)此(ci)種(zhong)工(gong)藝(yi)，且(qie)采(cai)用(yong)國(guo)外(wai)激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)機(ji)的(de)較(jiao)多(duo)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)機(ji)在(zai)性(xing)能(neng)上(shang)已(yi)和(he)國(guo)外(wai)產(chan)品(pin)相(xiang)差(cha)不(bu)遠(yuan)
，完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)勝(sheng)任(ren)國(guo)內(nei)生(sheng)產(chan)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)
，但(dan)價(jia)格(ge)是(shi)國(guo)外(wai)同(tong)類(lei)產(chan)品(pin)的(de)1/3-1/5。weitigaoguoneichuanganqizhengtishuipingyijifazhanminzujiguangchanye，woguodechuanganqishengchanchangjiayingjinkuaicaiyongguochanjiguanghanjiejilaishengchanjiagongchuanganqi，yizengjiachanpinjingzhengli，kaituoguojishichang。