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、hangtianzhongyingyongdouyouyangeyaoqiu，chanpindouxujingguoyangeceshicainengyingyong。suoyichuanganqishengchanshiyizhonggaoxinjishudejutiyunyonghetixian。yizhongchuanganqishifouyoujiaogaodejishufujiazhitixianzaisuobaohandejishuhanlianghejiagonggongyidejishushifougaoxin。

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、qimixingyaoqiu，lingyouhanjieqiangduyaoqiuhelouqilvyaoqiu，duihanjiezhiliangyaoqiugao，erqiehanjieguochengzhongyaoqiubianxingxiao
，bunengduineibuyuanjianheweidianluyousunhuai。muqianchuanganqimifenghanjieyoudianzuhan、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) 高(gao)致(zhi)密(mi)性(xing)。焊(han)縫(feng)生(sheng)成(cheng)過(guo)程(cheng)中(zhong)，熔(rong)池(chi)不(bu)斷(duan)攪(jiao)拌(ban)，氣(qi)體(ti)易(yi)出(chu)，導(dao)致(zhi)生(sheng)成(cheng)無(wu)氣(qi)孔(kong)熔(rong)透(tou)焊(han)縫(feng)。焊(han)後(hou)高(gao)的(de)冷(leng)卻(que)速(su)度(du)又(you)易(yi)使(shi)焊(han)縫(feng)組(zu)織(zhi)微(wei)細(xi)化(hua)
，焊(han)縫(feng)強(qiang)度(du)、韌性和綜合性能高。

(4) qiangguhanfeng。gaowenreyuanheduifeijinshuzufendechongfenxishouchanshengchunhuazuoyong，jiangdilezazhihanliang，gaibianjiazachicunheqizairongchizhongdefenbu，hanjieguochengzhongwuxudianjihuotianchonghansi，ronghuaqushouwuranxiao
，shihanfengqiangdu
、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：tayonglaihanjiebojinshujian
，zailianggedianjijianjiajinbeihangongjiantongguodadedianliuronghuadianjijiechudebiaomian
，jitongguogongjiandianzufarelaishishihanjie。gongjianyibianxing，dianzuhantongguojietouliangbianhanhe

，erjiguanghanzhicongdanbianjinxing
，dianzuhansuoyongdianjixujingchangweihuyiqingchuyanghuawuheconggongjianzhanlianzhedejinshu
，jiguanghanjiebojinshudajiejietoushibingbujiechugongjian，zaizhe，guangshuhaikejinruchangguihannanyihanjidequyu，hanjiesudukuai。

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(he)X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

jiguanghanjiejishushiyizhonggaoxinjishu
，youyuqiduyoudetedian，tebieshihezaichuanganqimifenghanzhongshiyong，muqianguowaixuduoshengchanchuanganqidechangjiajunliyongjiguanghanjiegongyishengchanchuanganqi，erguoneicaiyongcigongyidechangjiabuduo，zhuyaoshiyixieshengchanjunyongchuanganqichanpindechangjiahebufenkeyanjigouzaicaiyongcizhonggongyi，qiecaiyongguowaijiguanghanjiejidejiaoduo。muqianguoneijiguanghanjiejizaixingnengshangyiheguowaichanpinxiangchabuyuan
，wanquankeyishengrenguoneishengchanchuanganqidegongyiyaoqiu，danjiageshiguowaitongleichanpinde1/3-1/5。weitigaoguoneichuanganqizhengtishuipingyijifazhanminzujiguangchanye，woguodechuanganqishengchanchangjiayingjinkuaicaiyongguochanjiguanghanjiejilaishengchanjiagongchuanganqi
，yizengjiachanpinjingzhengli，kaituoguojishichang。