[实用新型]一种激光精密点焊质量激光超声检测系统

说明书

本实用新型提供一种激光精密点焊质量激光超声检测系统，涉及精密加工质量检测方法技术领域，包括激光器、二向色镜、凸镜、位移平台、激光测振仪、第一光电探测器、信号处理系统、计算机和CCD相机，激光器、二向色镜、凸镜、位移平台、激光测振仪、第一光电探测器、信号处理系统、计算机和CCD相机均通过数据线进行连接。本实用新型检测效率高，检测结果精确可靠。

技术领域

本实用新型属于精密加工质量检测方法技术领域，具体涉及一种激光精密点焊质量激光超声检测系统。

背景技术

激光焊接技术是利用高能量的激光脉冲对材料微小区域进行加热，激光辐射的能量通过热传导向材料内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接目的。激光焊接技术在焊接过程中无需接触，避免了工具与器件表面接触而造成器件表面损伤，加工精度高，是一种新型的微电子封装与互连技术，适用于各种细微核心器件的生产与加工，在电子通信、交通、医疗、军事等领域应用广泛。

电子元器件焊点数量巨大，焊斑尺寸较小(100-500μm)，在焊接过程中可能出现虚焊、漏焊、气孔等缺陷，将对整个焊接工件产生致命性的危害，同时每一个焊点的质量都要合格，才能保证其封装完成后的正常功能，因此急需一种快捷有效的无损检测方式对焊点质量进行在线检测，确保激光精密焊接质量。目前常规的检测手段有外观检测、拉力检测、金相检测、红外光谱监测和传统高频超声检测。外观检测仅对可以用显微镜观测到的外观缺陷，无法检测到焊接内部缺陷；拉力检测可以直观地判断焊接强度，金相检测可以准确地观察焊接内部熔池形貌，但是这两种方法都是破坏性的，只适用于失效分析，不适用于焊接质量检测。红外光谱监测采集焊接过程中产生的等离子体、反射光和温度信号，来共同预判焊接质量，该检测方式在大型构件的焊接过程中效果显著，但在焊点尺寸为100-500μm的焊接过程中误判率过高。传统的超声无损检测技术以压电换能器作为超声的激励和检测探头，但该检测技术存在以下问题：需要压电换能器与试样紧密接触，且需在二者之间涂抹适量的超声耦合剂，无法满足激光点焊的高速加工过程；压电换能器的尺寸较大，无法满足直径约0.5mm焊点的局部检测；压电换能器的带宽一般低于20MHz，纵向分辨率较低(-0.3mm)，无法满足总厚度约0.3-0.5mm金属薄板的焊点检测。激光超声检测利用激光激励和接收超声波，是一种远距离非接触式的无损检测技术，具有宽带宽(最高可达1GHz)、检测分辨率高(横向-0.1mm，纵向-0.05mm)、检测效率高等优势，可与激光焊接的光学系统实现整体集成，是实现激光精密点焊质量在线检测最具潜力的检测技术。

目前，激光超声检测技术已实现金属、半导体、复合材料、陶瓷材料中缺陷、形貌和显微结构检测，特别是在高温、高压、强辐射以及强腐蚀性等恶劣环境中具有不可替代的作用，已广泛应用于航空航天飞行器检修、芯片质量检测、精密仪器检测、国防军事设施维护等众多领域。特别是在在线检测领域，该技术已经成功实现激光焊接过程的表面质量检测、钢管制造厚度检测，充分展现了其在非接触式快速检测方面的优势，但是针对激光精密点焊质量激光超声在线检测技术尚处于空白状态。

因此急需提供一种检测效率高，检测结果精确可靠的激光精密点焊质量激光超声检测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有激光精密点焊质量激光超声检测系统的不足，提供一种激光精密点焊质量激光超声检测系统。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种激光精密点焊质量激光超声检测系统，其特征在于，包括激光器、二向色镜、凸镜、位移平台、激光测振仪、第一光电探测器、信号处理系统、计算机和CCD相机，所述激光器、所述二向色镜、所述凸镜、所述位移平台、所述激光测振仪、所述第一光电探测器、所述信号处理系统、所述计算机和CCD相机均通过数据线进行连接。

优选的，所述激光测振仪包括探测激光器和第二光电探测器。

优选的，待测试件放置所述位移平台的上表面。

本实用新型的有益效果是：