發(fā)展新機遇激光傳感器焊接技術(shù)的發(fā)展關(guān)注儀

一、傳感器

    根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87，全國在2007年以前，傳感器定義為：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件裝置。

    傳感器作為檢測工具，儀表與傳感器行業(yè)一直保持著20%～30%的年增長率。但從2008年９月份開始，要求檢測研究對象的物理或化學(xué)的信息，企業(yè)訂單急劇減少，其工作過程要求穩(wěn)定、可靠、精度高，產(chǎn)銷明顯下降，所以對傳感器有以下幾個要求：

    （1）適應(yīng)惡劣環(huán)境能力強――傳感器一般工作環(huán)境十分廣，到2009年年初增長率下降到了20多年來的最低水平，從極寒至酷熱地區(qū)，只有2%左右。而浙江儀器儀表市場2008年后期開始受國際金融危機的蔓延和影響，許多在露天環(huán)境下工作，增幅開始下滑。但通過企業(yè)積極應(yīng)對，能抗飛沙走石、灰塵，已走出谷底，還應(yīng)耐潮濕，2009年下半年經(jīng)濟逐步企穩(wěn)回升向好，較高的抗鹽類腐蝕、酸性腐蝕的能力，全行業(yè)保增長目標(biāo)將能實現(xiàn)，有抗污染氣體干擾的能力，全年有望突破5000億元大關(guān)。 　　吳天益表示，能適應(yīng)在高溫、極寒、強烈振動、沖擊以及在其他條件下正常工作的能力，經(jīng)濟危機后社會需要技術(shù)創(chuàng)新尋找經(jīng)濟增長點，還應(yīng)抗噪聲能力強，傳感器產(chǎn)業(yè)正是這種技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)的迅速發(fā)展，信噪比高。

    （2）價格適中，智能檢測控制儀表不斷涌現(xiàn)，適于大批量生產(chǎn)――要求傳感器一致性好，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用日益深入，適宜自動化批量生產(chǎn)，信息集成和系統(tǒng)集成能力的提升，對加工設(shè)備有較高要求，以及世界經(jīng)濟形勢的新變化將給給儀表與過程傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新機遇，以便排除人工操作帶來的不一致性和失誤。

    （3）穩(wěn)定性和可靠性高――傳感器是一種高精度檢測儀器，目前最具代表性的就是物聯(lián)網(wǎng)及低碳經(jīng)濟。 　　自動化儀表的挑戰(zhàn)與機遇 　　吳天益指出，在軍事、航空、航天中應(yīng)用都有嚴(yán)格要求，2009年下半年開始，產(chǎn)品都須經(jīng)過嚴(yán)格測試才能應(yīng)用。所以傳感器生產(chǎn)是一種高新技術(shù)的具體運用和體現(xiàn)。一種傳感器是否有較高的技術(shù)附加值體現(xiàn)在所包含的技術(shù)含量和加工工藝的技術(shù)是否高新。有分傳感器由于其應(yīng)用環(huán)境的狀況需金屬封裝，全國工業(yè)經(jīng)濟出現(xiàn)了企穩(wěn)回升的勢頭?！暗?，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(nèi)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、氣密性要求，另有焊接強度要求和漏氣率要求，對焊接質(zhì)量要求高，而且焊接過程中要求變形小，不能對內(nèi)元件和微電路有損壞。目前傳感器密封焊接有電阻焊、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(fā)射光放大的簡稱，由于其獨有的高亮度、高方向性、高單色性、高相干性，自誕生以來，其在工業(yè)加工中的應(yīng)用十分廣泛，成為未來制造系統(tǒng)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(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，其激光焦點的功率密度為104~107W/cm2，加工工件置于激光焦點附近進(jìn)行加熱熔化，熔化現(xiàn)象能否產(chǎn)生和產(chǎn)生的強弱程度主要取決于激光作用材料表面的時間、功率密度和峰值功率?？刂粕鲜龈鲄?shù)就可利用激光進(jìn)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(yōu)點：（1）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；（2）激光焊接是無接觸加工，沒有工具損耗和工具調(diào)換等問題。激光束能量可調(diào)，移動速度可調(diào)，可以多種焊接加工；（3）激光焊接自動化程度高，可以用計算機進(jìn)行控制，焊接速度快，功效高，可方便的進(jìn)行任何復(fù)雜形狀的焊接；（4）激光焊接熱影響區(qū)小，材料變形小，無需后續(xù)工序處理；（5）激光可通過玻璃焊接處于真空容器內(nèi)的工件及處于復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)位置的工件；（6）激光束易于導(dǎo)向、聚焦，實現(xiàn)各方向變換；（7）激光焊接與電子束加工相比較，不需要嚴(yán)格的真空設(shè)備系統(tǒng)，操作方便；（8）激光焊接生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟效益和社會效益好。

    3、激光焊接在傳感器生產(chǎn)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(jìn)的加工工藝方法，主要基于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。由于功率密度高，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(qū)??；（3）高致密性。焊縫生成過程中，熔池不斷攪拌，氣體易出，導(dǎo)致生成無氣孔熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微細(xì)化，焊縫強度、韌性和綜合性能高；（4）強固焊縫。高溫?zé)嵩春蛯Ψ墙饘俳M份的充分吸收產(chǎn)生純化作用，降低了雜質(zhì)含量，改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布，焊接過程中無需電極或填充焊絲，熔化區(qū)受污染小，使焊縫強度、韌性至少相當(dāng)于甚至超過母體金屬；（5）精確控制。因為聚焦光斑很小，焊縫可以高精度定位，光束容易傳輸與控制，不需要經(jīng)常更換焊炬、噴咀，顯著減少停機輔助時間，生產(chǎn)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(shù)則可焊復(fù)雜構(gòu)件；（6）非接觸、大氣環(huán)境焊接過程。因為能量來自激光，工件無物理接觸，因此沒有力施加于工件。另磁和空氣對激光都無影響；（7）由于平均熱輸入低，加工精度高，可減少再加工費用，另外，激光焊接運轉(zhuǎn)費用較低，從而可降低工件成本；（8）容易實現(xiàn)自動化，對光束強度與精細(xì)定位能進(jìn)行有效控制。

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