3-1 雷射裝置穩定度及點銲量測結果評估
雷射能量為每一脈衝雷射能量的即時反饋，其工作原理是在雷射 器的輸出端安裝一個能量檢測裝置，用來檢測出雷射能量的大小，並 將信號即時回饋到控制端，與設定的能量進行比較，達到準確控制雷 射能量輸出的目的。
為了確保實驗準確度，在進行點銲實驗前利用 4 天進行穩定度測 試，每天測試 5 次共 20 次，雷射參數設定為 10 ms 脈衝寬度與 220 A 電流，以及 14 ms 脈衝寬度與 210 A 電流，以進行雷射能量的穩定度 評估，如表 3-1 所示。再藉由雷射能量穩定度測試實驗，隨機各取 3 組試片進行銲點寬度量測，評估銲點寬度量測的準確性，如表 3-2 所 示。
37
38
板厚(1.0mm/1.0mm)組合於不同脈衝寬度之 d1、d2 及 d1/d2 的變 化，如圖 3-4 所示。於圖 3-4 中，各數據點下方係最適化條件下所搭 配之電流值。從圖 3-4 數據顯示，d2 與 d1 皆有逐漸上升之趨勢，且 於 12 ms 與 16 ms 處分別有最佳之 d1/d2 與 d1 值。此外，在最適化
39
條件下，雷射能量、電流、脈衝寬度與銲點直徑之關係，如圖 3-5 及 圖 3-6 所示。從圖 3-5 結果得知，脈衝寬度愈大，則需要較大的雷射 能量方能達到最適化的狀態，且其脈衝寬度與雷射能量大致呈線性關 係。於圖 3-6 中，各數據點下方係最適化條件下所搭配之電流及雷射 能量。而從圖 3-6 結果顯示，雷射能量(脈衝寬度與電流的乘積)對於 銲點大小與熔透狀態有一定的關係。當脈衝寬度固定且雷射能量增加 時，其電流大小亦隨之增加。而隨著電流增加，會造成第二層試片產 生熔化穿透現象，但增加脈衝寬度，則可以提升銲點直徑且不會有第 二層試片熔化穿透現象。
40
圖 3- 1 在 10 ms 脈衝寬度下，不同電流大小對 D1 及 D2 的影響
圖 3- 2 在 14 ms 脈衝寬度下，不同電流大小對 D1 及 D2 的影響
41
圖 3- 3 在最適化條件下，脈衝寬度與電流的關係(1.0mm/1.0mm)
圖 3- 4 板厚(1.0mm/1.0mm)組合於不同脈衝寬度之 d1、d2 及 d1/d2 的變化
42
圖 3- 5 脈衝寬度在最適化條件下，雷射能量的變化情形
圖 3- 6 在最適化條件下，脈衝寬度、電流與雷射能量對 d1 及 d2 的 影響
43
44
45
46
圖 3- 7 三種板厚組合在最適化條件下，其脈衝寬度與電流的關係
圖 3- 8 板厚(1mm/1.2mm)組合之 d1、d2 及 d1/d2 隨著不同脈衝寬度 的變化
47
圖 3- 9 板厚(1mm/1.5mm)組合之 d1、d2 及 d1/d2 隨著不同脈衝寬度 的變化
圖 3- 10 三種板厚組合在最適化條件下，其雷射能量隨著脈衝寬度 的變化情形
48
圖 3- 11 三種板厚組合之脈衝寬度對 d2 的影響
圖 3- 12 三種板厚組合之脈衝寬度對 d1 的影響
49
圖 3- 13 三種板厚組合之脈衝寬度對 d1/d2 的影響
圖 3- 14 三種板厚組合之 d1 比較圖
50
圖 3- 15 三種板厚組合之 d2 隨雷射能量變化情形
圖 3- 16 三種板厚組合之 d1 隨雷射能量變化情形
51
圖 3- 17 不同脈衝寬度下，雷射能量對銲點表面噴濺現象的關係
圖 3- 18 正常銲點(10ms/220A)
52
圖 3- 19 銲點輕微噴濺(10ms/235A)
圖 3- 20 銲點嚴重噴濺(8ms/263A)
53
54
象導致 d2 變小，焦點位置在第一層試片表面會有較小的 d2 及較好的 d1/d2，而對於增加 d1 結果與 1.0 mm 及 1.2 mm 的第二層板厚度相同。
55
圖 3- 21 焦點位置對 d2 的影響(1.0mm/1.0mm)
圖 3- 22 焦點位置對 d1 的影響(1.0mm/1.0mm)
56
圖 3- 23 板厚(1.0mm/1.0mm)組合，d1、d2 及 d1/d2 隨焦點位置變化
圖 3- 24 板厚(1.0mm/1.2mm)組合，d1、d2 及 d1/d2 隨焦點位置變化
57
圖 3- 25 板厚(1.0mm/1.5mm)組合，d1、d2 及 d1/d2 隨焦點位置變化
58
59
230A 0.641 1,040 208.0 644 12ms
215A 0.718 1,297 259.4 640 16ms
205A 0.758 1,420 284.0 629
1.0mm/1.2mm
8ms
235A 0.661 1,106 221.2 644 12ms
228A 0.763 1,482 296.4 648 16ms
220A 0.805 1,688 337.6 663
1.0mm/1.5mm
8ms
264A 0.694 1,263 252.6 668 12ms
255A 0.794 1,518 303.6 613 16ms
250A 0.851 1,796 359.2 631
60
圖 3- 26 在最適化條件下，三種板厚組合其脈衝寬度與抗剪強度的 關係
圖 3- 27 在最適化條件下，三種不同板厚組合銲點接合面積與抗剪 負載的關係
61
圖 3- 28 三種不同板厚組合在最適化條件下，其脈衝寬度(8 ms、10 ms、12 ms)之抗剪強度分佈圖
62