激光加工技术在FPC软板焊接应用上的研究--《苏州大学》2008年硕士论文
激光加工技术在FPC软板焊接应用上的研究
【摘要】：
自20世纪60年代以来激光加工的类型不断发展完善,现已形成激光加工的十几种应用工艺。由于激光加工技术与传统加工工艺相比有着许多无可比拟的优越性,所以激光加工技术已得到了越来越广泛的应用。其独特的优点为:可局部加热,元件不易产生热损伤;非接触式加热;重复操作稳定性佳;加工灵活性好;易实现多工位装置自动化等。在微电子行业这一领域中已被成功应用。
在国外,激光焊接的应用已极为普遍,几乎涉及到各个工业领域。在国内,激光焊接工艺正从实验室逐步应用于工业生产,并完成了许多具有较高水平的激光焊接工艺研究课题,使我国激光焊接的应用向前迈进了重要的一步。激光焊接作为一种特殊焊接工艺,正逐渐被人们所认识和使用。
正由于激光焊接的优越特性,本课题旨在LCM软板焊接工艺中导入激光加工方式,并研究激光加工的稳定性、对于电性导通的影响以及适当的软板设计参数,使用新的激光焊接方式,来取代原本的接触式加热焊接,以提升FPC软板焊接的效率与品质。
本课题开发过程中,针对以下方面进行了研究:
1、分析国内外激光焊接的研究与应用进展,以及激光的原理与激光加工的特点。
2、针对FPC软板激光焊接制程进行了工作原理阐述
3、运用统计学对激光焊接能力进行了分布状态以及数据变异分析,建立了激光焊接设备加工能力的统计衡量方法
4、构建导通特性分析的3因子3水准的实验模型,并构建运用方差分析工具进行导通特性组间差异分析的方法。
5、构建3因子3水准的实验方法模型,进行焊接拉力值最优预测分析
6、构建2因子4水准的实验方法模型,运用Minitab软件采用交互作用法模型以
及响应曲面法模型进行数据的线性拟合分析,并最终使用响应曲面法模型找出FPC软板参数最优设计的回归方程式
通过实验设计结果的分析,找出影响焊接品质的关键设计因子FPC锡厚与通孔孔径的最佳参数为:FPC锡厚为0.35mm,通孔内径大小为1mm。在此条件下,激光焊接软板的拉力值均超过3N。在应用激光作为FPC软板焊接的方式时,可将这些参数作为最佳的制程设定。
【学位授予单位】：苏州大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：TG665
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400-819-9993基于焊接过程视觉特征的三明治结构激光焊接焊缝跟踪--《上海交通大学》2015年硕士论文
基于焊接过程视觉特征的三明治结构激光焊接焊缝跟踪
【摘要】：三明治板是一种新型夹层结构,由上下两块面板和中间夹芯层构成,具有质量轻、比强度高、便于加工、制造精度高、隔音减振性好以及结构灵活等一系列优点,在交通运输尤其是船舶制造等领域有着广泛的应用。激光深熔焊的熔透能力强,熔深大,熔宽浅,焊接速度快,是制造三明治板的理想方法。在三明治板的焊接制造中,采用T型结构搭接焊的方式可以有效提高加工效率,但也导致了一些新的问题,例如:由于装配错误等原因,入射激光可能偏离焊缝。因此,在焊接过程中进行焊偏状态实时检测十分必要。为了研究基于焊接过程视觉特征的三明治结构激光焊接焊偏状态检测方法,本文搭建了高功率CO2激光焊接系统,并确定了相应的焊接试验工艺参数。此外,本文通过搭建CMOS高速摄影系统,完成了对熔池尾部图像和等离子体图像两方面视觉信号的采集。采用激光三角测量法对焊缝表面轮廓进行测量,在提取焊缝特征参数后,结合焊缝横截面的宏观形貌,对焊偏量增大时熔池状态的变化规律进行分析。研究发现,当入射激光偏移量超出某一阈值后,熔池底部出现坍塌,导致熔池的整体尺寸及流动状态发生变化。通过对熔池图像的提取分析,可以对熔池坍塌现象进行检测,进而实现对焊偏状态的检测。为了消除等离子体对图像的干扰,本文仅对熔池尾部图像进行拍摄,并通过改进的Snake算法,较好的实现了图像分割。在获取可靠的熔池边界后,通过设计熔池尾部长度、尾部宽度及两侧面积差三个特征参数,分析了熔池尾部图像特征随焊偏量的变化规律。最后,从熔池流动的角度分析了入射激光偏移量对特征参数的影响机制,并建立了基于熔池尾部图像特征的焊偏状态检测方法。在等离子体图像特征方面,当焊偏量增大到一定程度后,匙孔底部的等离子体会冲破匙孔侧壁喷出,匙孔上方等离子体的状态也随之改变。本文从每幅等离子体图像中提取了高度、倾斜角、累计灰度及灰度熵四个特征参数,分别计算了四个特征参数在一个焊接采样周期内的均值、频率比及变异系数,最终得到12个焊接过程特征参数。为了简化分析,本文采用主成分法从12个过程特征参数中提取4个主成分,因子分析的结果表明,主成分可以反映原始变量的几乎全部信息。最后,再对4个主成分再进行线性组合得到一个综合参数z,以z值为指标,可以对焊接偏移量过大的焊缝进行有效区分,实现了三明治结构激光焊接的焊缝跟踪。
【学位授予单位】：上海交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TG409
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激光深熔焊接过程实时监测系统设计
【摘要】：基于LabWindows/CVI开发环境,采用红外光、蓝紫光和麦克风3种传感器构成了焊缝熔透状态的实时监测系统。在多传感器的数据融合中,首先对3路测量信号进行时频分析,提取能够反映焊缝状态的特征,然后利用人工神经网络对特征值进行融合计算,得到焊缝是否熔透的判断结果。在对网络权值的训练中采用了随机变异粒子群算法,大大地提高了训练速度和精度。实验结果表明该系统应用于焊接过程的实时质量监测是可行的。
【作者单位】：
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