Как правильно провести лазерную пайку?

Лазерное оборудование становиться популярнее с каждым днём. Связано это с эффективностью, точностью, качеством выполняемых работ. Лазерная пайка применяется для соединения ювелирных изделий, деталей из радиоэлектроники, ремонта оправ очков.

Лазерная пайка ювелирных изделий
Лазерная пайка

Область применения

Области применения лазерной пайки разнообразны:

  1. Изготовление украшений. Лазерная пайка ювелирных изделий — популярный способ скрепления отдельных элементов. Связано это с тем, что лазерный луч точно воздействует на рабочую область. С его помощью можно соединять разные по структуре материалы. Например, это касается драгоценных камней и благородных металлов.
  2. Создание прочных соединений на печатных платах. Сфокусированным лучом объединяют контакты, которые меньше 1 мм. Это позволяет делать более точные швы.
  3. Ремонт очков. Лазерное оборудование не нагревает области вокруг сломанного контакта, и конструкция остаётся целой.

Мощные агрегаты позволяют скреплять крупные детали промышленных станков.

Преимущества и недостатки

Лазерная пайка по сравнению с другими способами соединения деталей имеет ряд сильных сторон:

  1. Нагревается только нужная область, что позволяет работать без перегрева соседних элементов на плате.
  2. Высокая скорость разогревания рабочей зоны.
  3. Возможность работать с элементами, не превышающими по размеру доли миллиметров.
  4. Не нужно касаться нагреваемых деталей инструментом. Лазер работает бесконтактно.
  5. Можно работать с благородными металлами, не нарушая их структуры.
  6. Отсутствие шумов при работе.
  7. Не возникает загрязнений на месте соединения отдельных элементов.
  8. Лазерные агрегаты чаще всего оборудуются системами ЧПУ. Благодаря этому улучшается точность проведения работ.

Однако помимо преимуществ у станков, генерирующих сфокусированный луч, есть определённые недостатки. На выходе формируется нестабильное электрическое напряжение. Из-за этого часто могут возникать ошибки. Лазерное исключение может навредить зрению.

Нестабильность напряжения может привести к разрушению платы, порче отдельных радиодеталей. Чтобы сократить риск разрушения деталей, нужно изменять интенсивность излучения оборудования, менять размер лазерного пятна.

Оборудование

Лазерный агрегат — высокотехнологичный паяльник, который работает бесконтактным способом. Независимо от того, дорогое это оборудование или дешёвое, оно состоит из нескольких элементов:

  1. Основания, на котором закрепляется основная конструкция с подвижными элементами.
  2. Направляющих для передвижения рабочей части.
  3. Лазерной головки, состоящей из привода, набора фокусирующих линз.
  4. Системы управления.

Если агрегат оборудуется системой ЧПУ, он дополняется шаговыми двигателями, монитором, пультом для создания алгоритмов.

Паяльник
Паяльник для лазерной пайки

Припои для драгоценных металлов

Чтобы соединять украшения, необходимо использовать специальные припои. Ювелиры рекомендуют покупать расходные материалы, которые состоят из благородных металлов. Это может быть соединение олова, свинца, серебра, сурьмы. Высокая цена обуславливается

Основные способы

С развитием технологий появились новые способы обработки ювелирных украшений. Если речь идёт о соединении металлов, существует 4 основных способа, которые применяют ювелиры.

Дуговая точечная

Это классический способ сваривания металлических деталей, выполняемый с помощью сварочного аппарата, на горелке которого закрепляется тугоплавкий электрод. После его включения образуется электрическая дуга, с помощью которой происходит сваривание деталей. Однако с помощью обычного сварочного аппарата невозможно обрабатывать ювелирные украшения, не повредив их. Для этого используется специальный агрегат, который работает в импульсном режиме.

Конструкция агрегата для работы с благородными металлами отличается от обычного сварочного аппарата. Рабочий элемент представляет собой накопительный конденсатор. После включения он генерирует электрические импульсы. Из-за этого сварка называется точечной. Импульс успевает расплавить сплав, но не нарушает целостность детали.

Современные модели комплектуются специальными биноклями, с помощью которых можно разглядывать мелкие элементы, точнее применять импульс. Дополнительно на место спайки подаётся аргон, который защищает соединение от образования оксидной плёнки.

Контактная

Технологический процесс, похожий на промышленный метод. Две отдельные детали сжимаются между собой и на них подаётся электрический ток. Контактная сварка выполняется как временная процедура до основной спайки отдельных деталей. Станок для ювелирного дела состоит из двух пуансонов, через которые подаётся напряжение. Между ними закрепляются детали. Они прижимаются друг к другу. Дальше ювелир нажимает на педаль, чтобы подать ток.

Лазерная

Установка, генерирующая лазерный луч, который фокусируется с помощью установленных по определённой последовательности линз. Излучателем является привод, на котором закрепляется алюмоиттриевый гранат.

Излучение, которое проходит через этот минерал, оптимально при работе с благородными металлами. Нагрев производится с большей эффективностью. Точность проводимых работ, возможность затрагивать небольшие зоны, не перегревая окружающие участки, привлекают ювелиров к лазерному оборудованию.

Регулятор мощности, генерирующий нагревательный луч, позволяют работать с разными сплавами, однородными металлами.

Оборудование
Оборудование для пайки

Диффузионная сварка

Представляет собой промышленный вариант соединения заготовок разных габаритов. Принцип работы:

  1. Рабочие зачищают соединяемые поверхности деталей. Они не должны иметь неровностей, грязи, ржавчины, декоративных покрытий.
  2. После зачистки заготовки зажимаются с помощью тисков между собой так, чтобы они визуально представляли собой готовое изделие.
  3. Конструкцию помещают в муфельную печь. Происходит нагревание до высоких температур.

Заготовки определённое время выдерживаются при одном температурном режиме. В это время атомы двух деталей на месте соединения перемешиваются, образуют надёжное соединение. Изделие достают из печи, дают остыть на воздухе без использования охлаждающих жидкостей.

Особенности выполнения процесса

Для работы с современным оборудованием нужно уметь настраивать систему ЧПУ. Этапы пайки лазером:

  1. Детали закрепляются на рабочем столе.
  2. На компьютере выставляется программа, по которой будет работать лазерная головка.
  3. После запуска оборудования происходит автоматическая сварка.

Ювелиру останется проверить соединение, если нужно изменить настройки, повторить процедуру.

Особенности проведения работ:

  1. Технологический процесс занимает от 30 мс.
  2. Оптимальная мощность — 20 Вт.
  3. За одну секунду оборудование можно сделать до 10 швов.
  4. Рабочий стол перемещается со скоростью до 10 мм за секунду.

Если нужно провести низкотемпературную пайку, выполнять работы нужно на газовой плите.

Работая с лазерным излучением, нужно учитывать возможный вред от излучения. Чтобы защитить сетчатку глаза от яркого света, нужно использовать затемнённые очки. Они идут в комплекте с оборудованием.

Лазерная пайка — процесс соединения металлических деталей, который позволяет работать со сплавами, однородными металлами. Сфокусированный луч нагревает малую зону, не затрагиваю участки рядом. Образуется точное соединение, которое может покрывать площадь до 1 мм. Важно уметь настраивать оборудование с ЧПУ, решать ошибки. Работать нужно с защитными очками, чтобы не повредить сетчатку глаза.

jewelry laser welding machine Аппарат для лазерной пайки

Ссылка на основную публикацию