第一篇：影響激光焊接質(zhì)量的主要因素

激光加工概論課程論文 題 目

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所在學(xué)院 專業(yè)班級

學(xué) 號

指導(dǎo)教師

2011年12月

影響激光焊接質(zhì)量的主要因素

影響激光焊接質(zhì)量的主要因素

摘要：本文通過對影響激光焊接質(zhì)量的因素中的焊接設(shè)備、工件狀況和激光功率密度和光束模式、焊接速度、脈沖波形和脈寬、離焦量和保護(hù)氣體等工藝參數(shù)進(jìn)行分析，并分別就熱導(dǎo)焊和深熔焊的特點(diǎn)作具體討論，闡述提高激光焊接質(zhì)量的可靠件和穩(wěn)定性的方法和途徑，并對激光焊接的發(fā)展提出展望和建議。

關(guān)鍵詞：激光 焊接 功率密度 脈沖波形 離焦量 前言

激光焊接是以高功率聚焦激光束為熱源，熔化材料形成焊接接頭的高精度高效率焊接方法。1激光焊接現(xiàn)已在各領(lǐng)域中得到大規(guī)模的應(yīng)用，由于焊接質(zhì)量中出現(xiàn)問題，所造成的危害甚至是毀滅性的，故正確設(shè)定和控制影響激光焊接質(zhì)量的因素，使其在高速連續(xù)的激光焊接過程中控制在合適的范圍內(nèi)，對保證焊接質(zhì)量如焊縫成形的可靠性和穩(wěn)定性等有著重要意義。本文就影響因素中的焊接設(shè)備，工件狀況和工藝參數(shù)等方面進(jìn)行分析，并分別就熱導(dǎo)焊和深熔焊的特點(diǎn)作具體討論。主要影響因素

2.1 焊接設(shè)備

激光焊接設(shè)備通常由激光器、導(dǎo)光和聚焦系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。

2.1.1 激光器

用于激光焊接的激光器主要有CO2氣體激光器和YAG固體激光器兩種。

激光器最重要的性能是輸出功率和光束質(zhì)量。從這兩方向考慮，CO2激光器比YAG激光器具有很大優(yōu)勢，是目前深熔焊接主要采用的激光器，生產(chǎn)上應(yīng)用大多數(shù)還處在15～6kW范圍。而YAG激光器在過去相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)提高功率有困難，一般功率小于1kW，只用于薄小零件的微聯(lián)接。但是，近幾年來，國外在研制和生產(chǎn)大功率YAG激光器方面取得了突破性的進(jìn)展，最大功率已達(dá)5kW，并已投人市場。且由于其波長短，僅為CO2激光的1/10，有利于金屬表面吸收，可以用光纖傳輸，使導(dǎo)光系統(tǒng)大為簡化，故大功率YAG激光焊接技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)將獲得迅速發(fā)展。2

焊接對激光器的質(zhì)量要求最主要的是光束模式和輸出功率及其穩(wěn)定性。光束模式是光束質(zhì)量的主要指標(biāo)，光束模式階數(shù)越低，光束聚焦性能越好，光斑越小，相同激光功率下功率 12 定義參考郭亮的《華師-激光焊接2011》

參考郭亮的《華師-激光焊接2011》，本文多處引用自該課件，以下就不再列出

密度越高，焊縫深寬越大。一般要求基模（TEM00）或低階模，否則難以滿足高質(zhì)量激光焊接的要求3。

雖然目前國產(chǎn)激光器在光束質(zhì)量和功率輸出穩(wěn)定性方面用于激光焊接還有一定困難。但從國外情況來看，激光器的光束質(zhì)量和輸出功率穩(wěn)定性已相當(dāng)高，應(yīng)不會成為激光焊接的問題。4

另外，高的焊接還要求激光器抽運(yùn)源應(yīng)能保證脈沖輻射波形的連續(xù)可調(diào)和輸出光束發(fā)散角應(yīng)足夠小。5

2.1.2 導(dǎo)光和聚焦系統(tǒng)

導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)由圓偏振鏡、擴(kuò)束鏡、反射鏡或光纖、聚焦鏡等組成，實(shí)現(xiàn)改變光束偏振狀態(tài)、方向，傳輸光束和聚焦的功能。這些光學(xué)零件的狀況對激光焊接質(zhì)量有極其重要的影響。在大功率激光作用下，光學(xué)部件，尤其是透鏡性能會劣化使透過率下降；會產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)（透鏡受熱膨脹焦距縮短）；表面污染也會增加傳輸損耗。所以光學(xué)部件的質(zhì)量，維護(hù)和工作狀態(tài)監(jiān)測對保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要。

光束變換系統(tǒng)中影響焊接質(zhì)量最大的因素是聚焦鏡，所用焦距一般在127mm（5in）到200mm（7.9in）之間，焦距小對減小聚焦光束腰斑直徑有好處，但過小容易在焊接過程中受污染和飛濺損傷。

2.2 工件狀況

激光焊接要求對工件的邊緣進(jìn)行加工，裝配有很高的精度，光斑與焊縫嚴(yán)格對中，而且工件原始裝配精度和光斑對中情況在焊接過程中不能因焊接熱變形而變化。這是因?yàn)榧す夤獍咝?，焊縫窄，一般不加填充金屬，如裝配不嚴(yán)間隙過大，光束能穿過間隙不能熔化母材，或者引起明顯的咬邊、凹陷，如光斑對縫的偏差稍大就有可能造成未熔合或未焊透。所以，一般板材對接裝配間隙和光斑對縫偏差均不應(yīng)大于0.1mm，錯(cuò)邊不應(yīng)大于0.2mm。當(dāng)焊縫較長時(shí)，焊前的準(zhǔn)備難度很大，普通剪床一般不能滿足要求．必須經(jīng)過機(jī)械加工或用高精度剪床剪切，還必須根據(jù)具體工件情況設(shè)計(jì)合適的精密胎夾具。實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)因不能滿足這些要求，而無法采用激光焊接技術(shù)。

2.3 激光功率密度和光束模式對焊接質(zhì)量影響

激光功率密度是激光焊接的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，對于同一種金屬來說，激光功率密度不同時(shí)材料達(dá)到熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的時(shí)間不同。34 本文2.3節(jié)將對此進(jìn)行具體分析

引用焊接資源網(wǎng)的《影響激光焊接質(zhì)量的主要因素》 5 參考白光的《擴(kuò)展毫秒脈沖YAG激光器焊接應(yīng)用的潛力》

圖2-1 兩種功率密度下同一金屬表層及底層的溫度與時(shí)間的關(guān)系

從圖2-1可見，激光功率密度越大其達(dá)到熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的時(shí)間越快且表層底層間的時(shí)間差值越少。

又由于不同材料的熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率等不同。激光功率密度需根據(jù)材料本身的特性及焊接技術(shù)要求來選取。一般情況下，在薄板(板厚為0.01-0.10mm)焊接中，激光功率密度范圍為Fm＜F＜Fc，在厚板(板厚大于0.50mm)焊接中，激光功率密度范圍為Fm＜F＜Fv6。

同時(shí)，激光功率密度的大小對其熔深和焊接速度存在相當(dāng)?shù)挠绊憽?/p>

圖2-2 激光熱導(dǎo)焊焊接不銹鋼時(shí)功率與焊接速度、熔化深度的關(guān)系

圖2-2中1、2、3分別為1.0、3.0、10.0mm/s的焊接速度時(shí)熔化深度曲線。7可以看出，在一定的激光功率下，提高焊接速度，則熱輸入下降，焊接熔深減少。對于不同的激光功率 67 Fc、Fv和Fm分別為熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和臨界激光功率密度

圖2-2為陳家壁的《激光原理與應(yīng)用》

密度，要到達(dá)要求的熔化深度需選擇不同的焊接速度。

激光深熔焊的熔深和激光輸出功率也密切相關(guān)，也是功率和光斑直徑的函數(shù)。由于不同的材料都有一個(gè)臨界功率密度閾值，只有激光的功率密度超過這個(gè)閾值，才能形成小孔，獲得深熔焊接。適當(dāng)降低焊接速度可加大熔深，但若焊接速度過低，熔深卻不會再增加，反而使熔寬增大，所以對于給定的激光功率等條件，存在一維持熔深焊接的最小焊接速度。

圖2-3 激光束模式對激光焊接的影響

光束模式?jīng)Q定了聚焦焦點(diǎn)的能量分布，其對深熔焊有著重要的影響。如圖2-38所示，激光束為基模時(shí)，可以獲得最大的焊縫深度與深寬比，光束模式的階次越高，激光束的能量分布越發(fā)散，焊接質(zhì)量變差。具有不同光束聚焦特征參數(shù)值Kf的光束對激光焊接質(zhì)量的影響如圖2-4所示，光束的Kf值越大，質(zhì)量就越差，焊縫的深寬比就越小。

圖2-

3、2-4來自王劍,劉玉麟的《CO_2激光深熔焊縫影響因素》

圖2-4 光束Kf值與激光深熔焊深度與寬度的關(guān)系

2.4 影響熱導(dǎo)焊焊接質(zhì)量的工藝參數(shù)9 2.4.1 脈沖波形對焊接質(zhì)量影響

激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問題，尤其對于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，金屬表面將會有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，金屬反射率的變化很大。

圖2-5 脈沖作用期間內(nèi)，材料的相對反射率隨時(shí)間的變化曲線

本節(jié)內(nèi)容參考程隆雙,馮薇《影響激光焊接加工的幾個(gè)主要參數(shù)》

圖2-5為一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，材料的相對反射率隨時(shí)間的變化曲線（曲線1、2分別為銅和鋼的反射率變化）?？梢钥闯?，激光脈沖開始作用時(shí)反射率高相當(dāng)高；當(dāng)材料表面溫度升至熔點(diǎn)時(shí)，反射率迅速下降；表面處于熔化狀態(tài)時(shí)，反射率穩(wěn)定于某一值；當(dāng)表面溫度繼續(xù)上升到沸點(diǎn)時(shí)，反射率又一次下降。

對于上述情況，在焊接銅、鋁、金、銀等高反射率的材料時(shí)，為了突破高反射率的屏障，可以利用帶有前置尖峰的激光波形，在開始出現(xiàn)的尖峰，迅速改變金屬表面狀況，使其溫度上升至熔點(diǎn)，從而在脈沖時(shí)刻到來時(shí)，瞬間把金屬表面反射率較低，使光脈沖的能量利用率大大提高，利于后續(xù)的熱導(dǎo)焊處理。前置尖峰的激光波形如圖2-610所示：

圖2-6 前置尖峰的激光波

但這種脈沖波型在高重復(fù)率縫焊時(shí)不宜采用。因?yàn)橹貜?fù)率很高時(shí)，重疊區(qū)可能仍處于熔融狀態(tài)。若使用這種波形，初期尖峰可使表面出現(xiàn)高速氣化，伴隨著劇烈的體積膨脹，金屬蒸氣以超聲速向外擴(kuò)張，給工件很大的反沖力，使金屑產(chǎn)生飛濺，在熔斑中形成不規(guī)則的孔洞。這在氣密性要求高的縫焊中尤其要避免，故縫焊中宜采用矩形波或緩衰減波形，減緩或慢慢均勻預(yù)熱，且不能快速冷卻，其激光波形如下圖所示。而對于鐵、鎳、鉬鈦等黑色金屬，表面反射率較低，也可采用如圖2-7波形。

圖2-

1、2-

5、2-6來自郭亮的《華師-激光焊接2011》

圖2-7 緩衰減波形

2.4.2 脈沖寬度對焊接質(zhì)量影響

激光脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它是決定材料是否熔化的重要參數(shù)。為了保證激光焊接過程中材料表面不出現(xiàn)強(qiáng)烈氣化，一般假定在脈沖終止時(shí)材料表面溫度達(dá)到沸點(diǎn)。

最大熔深與脈寬關(guān)系 從該式可以得到：

Zmax?2.4?ktp(1?Tm)Tv（1）最大的熔深正比于脈寬的平方根，脈寬越長，熔深越深。（2）熔點(diǎn)、沸點(diǎn)相差較大的金屬，如鉬、鉑、鎢等，則熔深較深。（3）熱擴(kuò)散率越大的金屬，如金、銅、銀等，熔深越深。

2.4.3 離焦量對焊接質(zhì)量影響

激光焊接通常需要一定的離焦量，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發(fā)成孔。離開激光焦點(diǎn)的各平面上，功率密度分布相對均勻。

離焦方式有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論，當(dāng)正負(fù)離焦量相等時(shí)，所對應(yīng)平面上功率密度近似相同，但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時(shí)，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過程有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，激光加熱50~200us材料開始熔化，形成液相金屬并出現(xiàn)汽化，形成蒸汽，并以極高的速度噴射，發(fā)出耀眼的白光。與此同時(shí)，高濃度汽體使液相金屬運(yùn)動(dòng)至熔池邊緣，在熔池中心形成凹陷。當(dāng)負(fù)離焦時(shí)，材料內(nèi)部功率密度比表面還高，易形成更強(qiáng)的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)要求熔深較大時(shí)，采用負(fù)離焦；焊接薄材料時(shí)，宜用正離焦。

離焦量的變化直接改變了光斑直徑與能量密度的大小，離焦量向負(fù)方向和正方向增大

時(shí)，都意味著光斑直徑的增大和能量密度的減小。通過離焦量可調(diào)整能量密度。在激光點(diǎn)焊過程中，光斑直徑與激光入射在試件上所形成的初始匙孔大小存在一定的對應(yīng)關(guān)系，而能量密度則決定了熔池的擴(kuò)展速度。當(dāng)離焦量絕對值較小時(shí)，激光光斑直徑小，激光功率密度大，焊點(diǎn)熔池?cái)U(kuò)展的速度較快，但初始匙孔的直徑小；相反情況下，離焦量較大，初始匙孔的直徑大，但是熔池?cái)U(kuò)展速度變慢，得到的焊點(diǎn)尺寸不一定很大。

在一定激光功率和焊接速度下，只有焦點(diǎn)處于最佳位置范圍內(nèi)才能獲得最大熔深和好的焊縫形狀。

2.5 影響深熔焊焊接質(zhì)量的工藝參數(shù)和效應(yīng) 2.5.1 熱導(dǎo)焊和深熔焊的區(qū)別

熱導(dǎo)焊和深熔焊最基本的區(qū)別在于前者熔池表面保持封閉，而后者熔池則被激光束穿透成孔。熱導(dǎo)焊對系統(tǒng)的擾動(dòng)較小，因?yàn)榧す馐妮椛錄]有穿透被焊材料，所以，在傳導(dǎo)焊過程中焊縫不易被氣體侵入；而深熔焊時(shí)，小孔的不斷關(guān)閉能導(dǎo)致氣孔。11

2.5.2 等離子體的影響

在深熔焊焊接過程中，高功率密度的激光束照射到工件表面，材料被迅速地熔化蒸發(fā)，在工件上方形成蒸汽云團(tuán)。在以很高的速度離開工件表面的過程中，位于入射光束路徑上的蒸汽云團(tuán)受到加熱，在一定的條件下會迅速電離，產(chǎn)生等離子體。

等離子體對激光有吸收、折射和散射作用，因此一般來說熔池上方的等離子體會削弱到達(dá)工件的激光能量。并影響光束的聚焦效果、對焊接不利。通?？奢o助側(cè)吹氣驅(qū)除或削弱等離子體。

用作輔助氣體的有Ar、He、N2和CO2等。不同輔助氣體抑制等離子體的效果與氣體的電離勢、導(dǎo)熱性和離解能等有關(guān)。當(dāng)輔助氣體流量低于臨界流量時(shí)，氣體電離勢起主導(dǎo)作用。在上述四種氣體中He的電離勢最高，相應(yīng)順序?yàn)镠e(24.5eV)、Ar(15.68eV〕、N2(14.6eV)和CO2(13.8eV)，故認(rèn)為He抑制等離子體效果最好。但隨著輔助吹氣流量的進(jìn)一步增加，由于氣體的流動(dòng)使熱輻射對流作用增加，相對電離勢而言．氣體的導(dǎo)熱性和離解能起主要作用。從導(dǎo)熱性方面看，四種氣體排列順序?yàn)椋篈r＜N2＜CO2＜He，即Ar具有最低導(dǎo)熱率，其等離子體維持閾值低，故容易被加熱而屏蔽；而He的熱導(dǎo)率最大，其等離子體維持閾值最高，故容易擴(kuò)散。綜上分析，He是抑制等離子體較理想的氣體。

對于同一種保護(hù)氣體，噴嘴的角度和高度，噴吹氣體流量和壓力對于焊縫成形都會產(chǎn)生不同結(jié)果。當(dāng)側(cè)吹噴嘴高度增加或氣體流速增大時(shí)，等離子體云團(tuán)的平均體積減少，焊縫正 11 參考激光制造網(wǎng)的《幾種激光焊接方法及其應(yīng)用》

面熔寬減少，焊縫背面熔寬增大。12

激光焊接過程常使用惰性氣體來保護(hù)熔池，對大多數(shù)場合則常采用He、Ar、N2等氣體作保護(hù)。使工件在焊接過程巾免受氧化。

He不易電離(電高溫度較高)，可讓激光束順利通過，光束能量不受阻地直達(dá)工件表面，是激光焊接時(shí)使用最有效的保護(hù)氣體。

Ar較便宜，出于其密度較大，所以保護(hù)較好；但易受高溫金屬離子體電離。屏蔽了部分光束，減少了焊接時(shí)的有效功率，也損害焊接速度和熔深。使用氬保護(hù)時(shí)表面光滑。

N2作為保護(hù)氣體最便宜，但對某些類型不銹鋼焊接時(shí)并不適用。結(jié)論

綜合以上的分析，要在高速連續(xù)的激光焊接過程中控制在合適的范圍內(nèi)，保證焊接質(zhì)量如焊縫成形的可靠性和穩(wěn)定性，確保焊接的質(zhì)量，一方面須采用光束質(zhì)量和功率輸出穩(wěn)定性好的激光器和采用高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的光學(xué)元件組成其導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)，并經(jīng)常維護(hù)，防止污染，保持清潔，并適當(dāng)對工件進(jìn)行預(yù)處理；另一方面要針對不同的加工材料分別設(shè)定不同的激光加工參數(shù)，選擇合適的激光功率密度和光束模式、焊接速度、脈沖波形和寬帶、離焦量和保護(hù)氣體等，發(fā)展激光焊接過程實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制方法，以優(yōu)化參數(shù)，監(jiān)視到達(dá)工件的激光功率和離焦量等的變化，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，提高激光焊接質(zhì)量的可靠件和穩(wěn)定性。13

由于影響激光焊接質(zhì)量的主要因素很多，實(shí)際焊接是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，本文僅就各因素進(jìn)行獨(dú)立的分析，并未太多考慮到因素間存在的關(guān)聯(lián)，故本文還存在一定的不足。

1213 參考買賣焊機(jī)網(wǎng)的《側(cè)吹氣體對激光焊接等離子體的影響》

參考張文毓的《激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用》

參 考 文 獻(xiàn)

[1]郭亮,《華師-激光焊接2011》,華南師范大學(xué)

[2]焊接資源網(wǎng),《影響激光焊接質(zhì)量的主要因素》,http://,(2011年12月18日)[8]買賣焊機(jī)網(wǎng),《側(cè)吹氣體對激光焊接等離子體的影響》,http://,(2011年12月18日)[9]張文毓.激光焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J].《新技術(shù)新工藝》, 2009年

第二篇：關(guān)于激光焊接機(jī)焊接的主要影響因素分析總結(jié)

激光焊接機(jī)焊接的主要影響因素

來源：奧華激光

激光焊接的主要影響因素

激光功率：通常用于焊接的激光功率等級為3kW ； 輸出形式：連續(xù)、脈沖、波形控制；

焊接速度：激光焊接的經(jīng)濟(jì)性要求焊接速度較高（2m/min）； 材料特性：材料對激光的吸收率、表面狀態(tài)等；

保護(hù)氣體種類和形式：主要考慮對焊縫區(qū)的保護(hù)、等離子體產(chǎn)生的閾值高； 離焦量：影響激光焊接熔深的主要參數(shù)； 接頭形式：對接、搭接、角接等；

工件間隙：一般不允許有間隙（0.1mm）；

填充材料：一般不采用填絲方式，超大功率、特殊情況下采用

第三篇：SMT焊接質(zhì)量影響因素及控制方法

SMT焊接質(zhì)量影響因素及控制方法 隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，電子應(yīng)用技術(shù)趨于智能化、多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化，這使得人們對電子電路組裝技術(shù)提出了更高的要求，即要能滿足高密度化、高速化及標(biāo)準(zhǔn)化,于是電子裝聯(lián)裝配技術(shù)全面轉(zhuǎn)向SMT。特別是近年來，中國電子信息產(chǎn)品制造業(yè)加快了發(fā)展步伐，每年都以20%以上的速度高速增長，成為國民經(jīng)濟(jì)的新興的支柱產(chǎn)業(yè)，整體規(guī)模連續(xù)三年居全球第2位。與此同時(shí)，中國的SMT技術(shù)及產(chǎn)業(yè)也同步迅猛發(fā)展，取得了不少成就，但是坦率來說還是存在很多問題，主要體現(xiàn)在規(guī)模小、技術(shù)含量水平不高、高水平技術(shù)人才和管理人才缺乏、制造服務(wù)能力不全面等方面。雖然在一些方面存在不足，但是市場的競爭卻越來越激烈，出現(xiàn)了相互壓價(jià)，相互貶低，甚至低于合理成本接單等不正當(dāng)競爭行為。提供SMT服務(wù)的組裝廠要在如此激烈的競爭環(huán)境中立于不敗之地，就必須從降低生產(chǎn)成本和提高焊接質(zhì)量兩方面來入手。一方面，降低成本的最有效方式就是優(yōu)化生產(chǎn)流程以提高生產(chǎn)效率，各焊接廠也都在不斷的摸索和改進(jìn)，逐步形成了比較成熟的生產(chǎn)模式和流程。另一方面，對從事SMT加工服務(wù)的企業(yè)來說，優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量才是立足之本，才是與別人競爭的資本和籌碼，因此焊接質(zhì)量的保證顯得尤為重要。以下將從SMT過程的各相關(guān)方面來分析影響焊接質(zhì)量的主要因素和控制方法。提到SMT的焊接質(zhì)量，我們首先可能都會想到回流焊的工藝和控制，這是沒錯(cuò)的，回流焊確實(shí)是SMT關(guān)鍵工序之一，表面組裝的質(zhì)量直接體現(xiàn)在回流焊的結(jié)果之中，但SMT焊接質(zhì)量問題卻不完全是回流焊工藝造成的。SMT焊接質(zhì)量除了與回流工藝（溫度曲線）有直接關(guān)系外，還與PCB設(shè)計(jì)、網(wǎng)板設(shè)計(jì)、元件可焊性、生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)、焊膏質(zhì)量、加工工序工藝控制以及操作人員素質(zhì)和車間管理水平都有密切關(guān)系

一、PCB設(shè)計(jì)和網(wǎng)板設(shè)計(jì) SMT的焊接質(zhì)量與PCB的可制造性設(shè)計(jì)有直接的、十分重要的關(guān)系。首先是PCB外形的設(shè)計(jì)，如添加工藝邊（寬度5mm）和定位點(diǎn)（距板邊至少3mm，不同品牌貼片機(jī)對此參數(shù)要求不一樣），PCB單板尺寸小于50mmx50mm要設(shè)計(jì)為拼板，這樣才能保證可以上機(jī)生產(chǎn)。其次是PCB焊盤的設(shè)計(jì)，如果PCB焊盤設(shè)計(jì)正確，貼裝時(shí)即使有少量的偏移，回流焊時(shí)也可以由焊錫的表面張力作用而拉正（即自定位效應(yīng)），如果PCB焊盤設(shè)計(jì)不合理，就算貼裝位置十分準(zhǔn)確，回流之后也會產(chǎn)生偏移、橋接、立碑等焊接缺陷。首先，CHIP元件兩端焊盤大小應(yīng)一致。圖1中兩端焊盤大小不對稱，在回流時(shí)由于兩端表面張力不一致可能會導(dǎo)致偏移、吊橋和立碑缺陷。其次，焊盤間距一定要合適，使物料和焊盤兩端都能恰當(dāng)接觸。圖2和圖3中焊盤間距過大或者過小都將導(dǎo)致虛焊和移位。第三，焊盤寬度要與物料焊端基本保持一致，焊盤剩余尺寸（即物料正常貼裝到焊盤上后，沒有與物料焊端接觸的焊盤尺寸）要能保證焊點(diǎn)能夠形成彎月面。最后，焊盤上不能放置導(dǎo)通孔（如圖4），此要求適用于所有類型的元件焊盤設(shè)計(jì)。焊盤上有過孔將導(dǎo)致焊接錫量不足，產(chǎn)生虛焊。若確實(shí)需要導(dǎo)通孔，則需要把孔放置在焊盤之外，然后再將孔和焊盤連接起來，如圖5所示。除了PCB設(shè)計(jì)之外，網(wǎng)板設(shè)計(jì)也與焊接質(zhì)量息息相關(guān)。因?yàn)榫W(wǎng)板是“絲印3S（網(wǎng)板、錫膏。刮刀）”中最關(guān)鍵的一項(xiàng)，網(wǎng)板設(shè)計(jì)不好，無論怎么印刷也不可能完全彌補(bǔ)其帶來的缺陷。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示有60%-70%的焊接缺陷都與印刷質(zhì)量有關(guān)，可見網(wǎng)板設(shè)計(jì)對于提

高焊接直通率起著舉足輕重的作用。網(wǎng)板設(shè)計(jì)的主要控制點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

1、鋼片厚度：為保證焊膏印刷量和焊接質(zhì)量，網(wǎng)板表面必須平滑均勻、厚度均勻，網(wǎng)板厚度應(yīng)以滿足最細(xì)間距QFP、BGA為前提。如PCB上有0.5mm間距芯片和CHIP 0402元件,網(wǎng)板厚度0.12mm合適，如PCB上有0.5mm間距以上芯片和CHIP 0603以上元件,網(wǎng)板厚度0.15mm合適，如PCB上有CHIP 0201元件,網(wǎng)板厚度0.1-0.12mm合適。另外，特殊部位還可以進(jìn)行局部增厚或減薄。

2、防錫球處理：0603以上的CHIP元件，為有效地防止回流后錫球的產(chǎn)生，其網(wǎng)板開孔應(yīng)做防錫球處理。對于焊盤過大的器件，要采用網(wǎng)格分割，防止錫量過多。

3、網(wǎng)框尺寸和MARK點(diǎn)：網(wǎng)框尺寸是根據(jù)絲印機(jī)的類型來確定，目前一般都采用29x29英寸大小。MARK點(diǎn)一般需要兩個(gè)，近年也出現(xiàn)了采用焊盤開孔定位的絲印機(jī)，不再需要刻半透基準(zhǔn)點(diǎn)。

4、印刷方向：印刷方向也是一個(gè)十分關(guān)鍵的控制點(diǎn)，確定印刷方向時(shí)要注意避免密間距器件太靠近軌道，否則會造成錫量過多而橋接。另外印刷方向還要與后續(xù)貼片的方向保持一致，否則會影響生產(chǎn)效率。

二、物料的質(zhì)量和性能 物料作為SMT貼裝的重要組成元素，其質(zhì)量和性能直接影響回流焊接直通率。首先，作為回流焊接的對象之一，必須具備最基本的一點(diǎn)就是耐高溫，有鉛元器件焊端或引腳可焊性要求235℃±5℃，2±0.2s，無鉛器件要求250～255℃，2～3s。雖然這一點(diǎn)看似不會出問題，畢竟表面貼裝物料已經(jīng)發(fā)展了這么多年了，但是我們在實(shí)際生產(chǎn)過程中偶爾還會遇到某些客戶采購的物料過爐后熔化，只能停產(chǎn)等待換料或者采用手工補(bǔ)裝的方式解決，對生產(chǎn)進(jìn)度、秩序和焊接質(zhì)量都會造成影響。其次，元器件的外形要適合自動(dòng)化表面貼裝，且其形狀要標(biāo)準(zhǔn)化并具有良好的尺寸精度，否則會帶來較多的拋料和物料損耗，同時(shí)也會增加停機(jī)時(shí)間。最后，元器件的包裝形式要適合貼片機(jī)自動(dòng)貼裝的要求。這一點(diǎn)對大批量的產(chǎn)品生產(chǎn)來說一般不會有問題，但是對于小批量研發(fā)中試的產(chǎn)品來說就不是都能保證了。有的客戶一種產(chǎn)品可能只生產(chǎn)一到兩塊，為了節(jié)省成本每種物料都不會采購很多，用量少物料的料帶甚至只有幾厘米長，根本無法滿足上機(jī)貼裝的要求。我們建議此類客戶應(yīng)從長遠(yuǎn)考慮，可將常用的阻容件成盤采購建立一個(gè)物料庫，每次生產(chǎn)時(shí)只用從中調(diào)用就可以了。這樣既提高了生產(chǎn)的效率，實(shí)際上也降低了每次采購的成本。

三、焊膏質(zhì)量 焊膏是回流焊工藝必需材料，它是由合金粉末（顆粒）與糊狀助焊劑載體均勻混合而成的膏狀焊料。其中合金顆粒是形成焊點(diǎn)的主要成分，焊劑則是去除焊接表面氧化層，提高潤濕性，確保焊膏質(zhì)量的關(guān)鍵材料。保證錫膏的質(zhì)量主要從存儲和使用兩個(gè)方面來體現(xiàn)。錫膏必須放置在冷藏柜中，溫度要控制在0-10℃之間（或按廠家要求），每天都要檢查冷柜的溫度是否正常并做好記錄，發(fā)現(xiàn)溫度異常立即通知工程技術(shù)人員進(jìn)行處理。使用方面，要堅(jiān)持“先進(jìn)先出”的原則，做好取用記錄，保證回溫時(shí)間大于四小時(shí)，最好是前一天取出第二天要用的錫膏。印刷前充分?jǐn)嚢桢a膏，使其粘度具有優(yōu)良的印刷性和脫模性。添加完錫

膏后應(yīng)立即蓋好錫膏罐的蓋子，印刷后確保在四小時(shí)以內(nèi)完成回流焊接。若回溫時(shí)間不夠會造成回流后錫球多，直接影響焊接質(zhì)量。若存儲沒有做好可能會導(dǎo)致助焊劑減少，回流后焊點(diǎn)光澤度差。

四、焊接前元件焊端和PCB焊盤的氧化程度 上線生產(chǎn)前如果元器件的焊端或者PCB焊盤有氧化，回流焊時(shí)會產(chǎn)生大量的焊接缺陷，主要表現(xiàn)為潤濕不良和虛焊，對產(chǎn)品長期可靠性帶來極大隱患。要避免這方面出問題，就要建立完善的物流管理制度：

1、從物料和PCB采購的源頭加以控制，選擇資質(zhì)較深的供應(yīng)商，并且做好入庫前的檢驗(yàn)工作。

2、加強(qiáng)對庫存物料、PCB及其他生產(chǎn)輔料的存儲環(huán)境的監(jiān)控，保證合適的溫度和濕度。

3、建立從庫房到產(chǎn)線之間的物料交接和檢驗(yàn)制度，確保氧化的物料和PCB不上線焊接。

4、發(fā)現(xiàn)已氧化物料和PCB要交由專人處理，嚴(yán)重氧化的必須更換，輕微氧化的做去氧化處理，處理完成由質(zhì)檢人員檢驗(yàn)合格才能上線。

五、焊接過程工藝控制 焊接過程主要包括絲印、貼片和回流，每一個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。首先是絲印，前面提到了在PCB設(shè)計(jì)和網(wǎng)板設(shè)計(jì)正確、元器件和電路板質(zhì)量都良好的前提下，表貼焊接的缺陷有60%~70%是因?yàn)橛∷⑷毕菰斐傻?。由于定位不?zhǔn)、刮刀速度和刮刀壓力不合適、脫模速度不恰當(dāng)會造成印刷錯(cuò)位、踏邊、連點(diǎn)、缺錫、拉尖等問題，絲印環(huán)節(jié)一定要加強(qiáng)對印刷質(zhì)量的檢查，有問題及時(shí)調(diào)試，杜絕有印刷缺陷的PCB流到下一環(huán)節(jié)。接下來是貼片環(huán)節(jié)，眾所周知，保證貼裝質(zhì)量的三要素是“元件正確”、“位置準(zhǔn)確”和“貼裝壓力合適”?！霸_”即要保證物料名稱或料值合乎焊接BOM要求，供料器位置按優(yōu)化順序擺放。上料完成后及班組交接時(shí)也一定要復(fù)查物料名稱和位置是否正確。“位置準(zhǔn)確”就是貼裝坐標(biāo)一定要正確，保證物料能準(zhǔn)確貼裝到焊盤上，而且還要特別注意貼裝角度，保證極性器件方向正確。編程時(shí)就要把所有器件角度和坐標(biāo)調(diào)整好，并在生產(chǎn)前上機(jī)檢視，確保實(shí)際生產(chǎn)時(shí)不用再調(diào)整，保障生產(chǎn)的流暢性?！百N裝壓力合適”是指貼裝后將物料壓入錫膏的厚度，不能太小也不能太大。其影響因素有程序項(xiàng)里PCB厚度的設(shè)定、封裝項(xiàng)里物料厚度的設(shè)定以及貼片機(jī)吸嘴壓力的設(shè)定?，F(xiàn)在新型的貼片機(jī)都裝配有貼裝壓力回饋系統(tǒng)，會根據(jù)貼裝情況自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。最后是回流的控制，貼裝的質(zhì)量直接體現(xiàn)在回流效果之中，而保證回流焊接質(zhì)量的核心就是正確的溫度曲線設(shè)定。溫度曲線的控制點(diǎn)主要是升溫斜率、峰值溫度和回流時(shí)間三個(gè)方面。有鉛無鉛溫度曲線的分析大家都很熟悉了，在此就不再介紹了，下面主要向大家介紹溫度曲線的設(shè)定依據(jù)：

1、依據(jù)所使用的錫膏推薦的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置。因?yàn)殄a膏的成分決定了其活化溫度及熔點(diǎn)，這在根本上決定了設(shè)置的方向。

2、根據(jù)PCB板材、尺寸大小、厚度和重量來設(shè)定。

3、根據(jù)元件類型、大小和密度來設(shè)定，還要注意特殊器件的最高焊接溫度限制。

4、根據(jù)回流爐結(jié)構(gòu)和溫區(qū)長度來設(shè)定，不同的回流爐要設(shè)定不同的溫度曲線。

5、要根據(jù)環(huán)境溫度和氣流情況來設(shè)定，特別是溫區(qū)短，進(jìn)出口氣流密封不太好的爐子。有這樣一個(gè)實(shí)例：一年夏天，一工廠有一種生產(chǎn)過很多批次的產(chǎn)品在回流之后出現(xiàn)BGA分層（雙球），但是錫膏、回流爐、溫度設(shè)定都和以前一樣，按常規(guī)不應(yīng)該出這種問題。最后發(fā)現(xiàn)是空調(diào)的冷氣直吹回流爐進(jìn)板口，調(diào)整空調(diào)吹風(fēng)方向后問題就解決了。

六、設(shè)備的操作和維護(hù)保養(yǎng) 生產(chǎn)人員對設(shè)備操作的熟悉程度直接關(guān)系到生產(chǎn)過程能否順利流暢的進(jìn)行，也會間接影響到最終的焊接質(zhì)量。同時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也會影響焊接質(zhì)量。比如：吸嘴如果不定期檢查和清洗，就有可能造成氣路不通，吸不起料或者物料掉落，最終引起缺件或者BGA墊料等問題。為防止出現(xiàn)這類問題，一是要建立完善的崗位培訓(xùn)制度，定期對生產(chǎn)人員進(jìn)行操作培訓(xùn)。二是要建立設(shè)備定期維護(hù)保養(yǎng)制度，確保生產(chǎn)設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

七、質(zhì)量管理措施 現(xiàn)在所有的SMT工廠都十分關(guān)注“質(zhì)量”，無論在哪一家企業(yè)，在其辦公區(qū)和辦公室我們都能看到一些醒目的標(biāo)語，比如“質(zhì)量第一”、“質(zhì)量是我們生存之本”等等，還把ISO9000質(zhì)量管理體系認(rèn)證合格的證書展示出來，這都說明了大家對“質(zhì)量管理”的高度重視。然而，“質(zhì)量管理”并不僅僅是對產(chǎn)品質(zhì)量的管理，事實(shí)上，產(chǎn)品的質(zhì)量問題更多的時(shí)候是屬于流程優(yōu)化、員工素質(zhì)、心態(tài)和溝通的問題，而這些問題不是僅靠提高技術(shù)水平就能解決的?！百|(zhì)量”的范圍，不僅僅是產(chǎn)品和技術(shù)，而是包括了企業(yè)的全面管理和運(yùn)作。要做好質(zhì)量管理，可以從以下兩個(gè)方面來進(jìn)行：第一，全員質(zhì)量意識的培養(yǎng)和樹立。新加坡CCF公司SMT管理顧問薛競成先生是這樣來定義“質(zhì)量”的，他說一個(gè)企業(yè)能夠生存和發(fā)展是因?yàn)樗袃r(jià)值，這個(gè)價(jià)值就體現(xiàn)在客戶為了得到產(chǎn)品和服務(wù)所支付給企業(yè)的回報(bào)，這個(gè)回報(bào)可以是物質(zhì)上的也可以是非物質(zhì)上的?？蛻羲脕砗饬克鶓?yīng)支付多少回報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)，就是所謂的“質(zhì)量”。也就是說質(zhì)量就是客戶對于所獲得產(chǎn)品和服務(wù)的滿意程度。因此，我們的目標(biāo)就能局限于是產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到我們企業(yè)自己制定的或者是行業(yè)內(nèi)的“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，我們的目標(biāo)應(yīng)該是努力為客戶提供令其滿意的產(chǎn)品和服務(wù)，這樣才能體現(xiàn)我們企業(yè)的價(jià)值。質(zhì)量意識的樹立和培養(yǎng)，就是要讓全體員工都有“客戶意識”。這里提到的“客戶”不僅僅是產(chǎn)品和服務(wù)的最終對象，還包括產(chǎn)品在生產(chǎn)流程中你的下一工序和部門，他們也是你的“客戶”。只有這樣，我們才能把好的質(zhì)量和服務(wù)傳遞下去，才不會出現(xiàn)相互推諉和抱怨，進(jìn)而才能促進(jìn)大家的相互理解和溝通，逐漸營造一種和諧穩(wěn)定的工作氛圍。第二，管理方案和措施的制定執(zhí)行。SMT技術(shù)近年來迅速發(fā)展，也帶動(dòng)了管理科學(xué)的不斷發(fā)展，誕生了很多與質(zhì)量管理有關(guān)的理論，例如“統(tǒng)計(jì)過程控制SPC”、“標(biāo)桿管理”、“5S管理”、“目視管理”、“精益生產(chǎn)管理”、“6西格瑪管理”、“全面質(zhì)量管理TPM”等等。無論我們選擇哪一種 管理理念，要真正地運(yùn)用好它都不是一件容易的事情。要使一項(xiàng)管理方案很好地運(yùn)作起來，需要企業(yè)能提供足夠的資源和機(jī)會讓足夠的人去學(xué)習(xí)、研究、掌握和應(yīng)用。有一點(diǎn)是特別需要注意的，那就是質(zhì)量管理是企業(yè)全員參與的活動(dòng)，不是靠哪個(gè)部門或者哪個(gè)人就能單獨(dú)完成的。制定方案并不困難，困難在于如何讓所有的人都能學(xué)習(xí)和掌握。另外，任何一種方案都不應(yīng)該是短期的，或者說是效果立竿見影的，所以一定要避免“見好就收”或者短期內(nèi)沒預(yù)期效果就不再執(zhí)行。綜上所述，SMT焊接質(zhì)量的影響因素有很多方面，其質(zhì)量管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，但只要我們制定了完善的生產(chǎn)工藝，運(yùn)用了合適的管理方案，堅(jiān)持以為客戶提供優(yōu)良的產(chǎn)品和滿意的服務(wù)為原則，就能不斷創(chuàng)造和提升我們企業(yè)的價(jià)值。

第四篇：激光焊接總結(jié)

激光焊接總結(jié)

就“鵬桑普”焊接板芯208片，分析總結(jié)！

自2011年8月18日整板裁剪好開始調(diào)試焊接起，24小時(shí)連續(xù)工作五天完成任務(wù)。前期我已對0.2mm銅板進(jìn)行焊接調(diào)試，就調(diào)試板可以完美焊接了?？墒呛附拥聡M(jìn)口鍍膜板時(shí)，又回出現(xiàn)焊接不上及焊點(diǎn)太大的問題。

經(jīng)過調(diào)試，同樣是0.2mm的銅板用不同的工藝焊接，后面發(fā)現(xiàn)主要有兩個(gè)問題：

1、銅板材質(zhì)不一樣，表面發(fā)光效果會影響激光焊接工藝；

2、鏡片：激光聚焦前面的保護(hù)鏡片，保護(hù)飛濺不傷害激光聚焦。保護(hù)鏡片透射率及清晰度一定要好。

在整批任務(wù)的完成過程中還出現(xiàn)了很多問題:

1、伺服電機(jī)卡死現(xiàn)象；------先調(diào)伺服電機(jī)5A編輯器不成功，后更換。（主要是Y軸方向不能靈活運(yùn)動(dòng)）

2、有漏焊及脫焊現(xiàn)象；------通過把銅板墊高氣壓加大，讓銅管與銅板更有效地接合后焊接。

3、德國進(jìn)口鍍膜銅板反面出現(xiàn)兩種顏色，一種很光潔（要求功率會相對高點(diǎn)），一種看起來有氧化現(xiàn)象（相對功率低點(diǎn)，而且容易焊接）；------工藝偏向光潔面，功率偏大，氧化面焊點(diǎn)較大，有銅飛濺。

4、在焊接過程中，因?yàn)楣β侍?，銅板飛濺也就很大，保護(hù)鏡片損害相當(dāng)嚴(yán)重，使用監(jiān)視器查看焊縫越來越模糊，越是模糊就越要加大功率，最后鏡片不能使用；------在保證焊點(diǎn)的前提下勁量調(diào)小功率，讓飛濺減小。鏡片稍模糊時(shí)用棉布搽拭干凈，鏡片嚴(yán)重模糊時(shí)更換鏡片。

5、在連續(xù)焊接24小時(shí)后，監(jiān)視器的電源無故失效；------更換類似電源。

6、在焊接過程中，由于工裝不完善經(jīng)常出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象；------焊接過程中多注意觀察調(diào)節(jié)，要認(rèn)真、要專心的工作。

7、工裝不完善，剪板公差無法精確到1mm以下；------工裝要根據(jù)銅板與板芯中心對稱，剪板要求精準(zhǔn)。

8、焊接到最里面的時(shí)候，需要爬上平臺進(jìn)行調(diào)試很不方便。------把易焊的一面裝在里面。

經(jīng)過大批量焊接，機(jī)器穩(wěn)定了好多，我們也都學(xué)著能夠熟悉掌握它了！

第五篇：印刷質(zhì)量影響因素

影響印刷工藝正常進(jìn)行的因素很多，如印刷設(shè)備、油墨、紙張等。其中紙張本身及使用方面的諸多因素對印刷質(zhì)量的影響很大,以下我們就此問題做一分析。

紙張本身的原因

1.紙張的纖維及組分

紙張主要是由植物纖維（木材類、莖稈類、韌皮類、籽皮類等）、填料（滑石粉、高嶺土、硫酸鋇等）、膠料（松香膠、硫酸鋁、骨膠、淀粉、干酪素）等組成的，由于所用原料不同，制成的紙張性能也不同。如普通紙大都采用莖稈類纖維，其表面凸凹不平、多孔，即使用滑石粉加填，也不能進(jìn)行高質(zhì)量的印刷；而較高級的紙張韌皮類和籽皮類纖維含量少，且常用高嶺土等進(jìn)行表面涂布，紙面的平整度、光滑度、光澤度及強(qiáng)度都好于普通紙。

2.紙張的親水性

紙張中的纖維、填料都是親水性很強(qiáng)的物質(zhì)，加上纖維、填料之間所形成的毛細(xì)孔對水有吸附作用，更增加了紙張的親水性。紙張的含水量與空氣濕度成正比，陰雨天時(shí)，空氣的濕度相對增大，這時(shí)紙張會吸收空氣中的水分而膨脹，強(qiáng)度隨之下降，印刷時(shí)就易出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，墨跡的干燥速度也明顯下降。當(dāng)空氣干燥或氣溫較高時(shí)，紙張內(nèi)部水分又會散發(fā)到空氣中，使紙張失水而收縮，造成紙張抗拉力下降、發(fā)脆、易碎，并產(chǎn)生靜電，印刷時(shí)會因紙張吸水過量而變形。

紙張的親水性對印刷工藝的影響相當(dāng)大，特別是采用單色機(jī)套印時(shí)，印完第一色后，必須經(jīng)過晾曬，使墨跡徹底干燥后再印第二色。如果車間溫濕度發(fā)生變化或潤版液用量過多時(shí)，第二色印刷就會因紙張的變形而套印不準(zhǔn)。為了適應(yīng)紙張的這一親水性，應(yīng)把車間的濕度控制在一定范圍內(nèi)，并將紙張?zhí)崆八偷杰囬g，與車間的溫濕度平衡。

3.紙張的平滑度

紙張的平滑度是指紙張表面的平整、均勻及光滑程度，主要由制造工藝及原材料的性質(zhì)決定，對印刷質(zhì)量有直接影響。表面平滑的紙張印出的印品印跡清晰、整齊、層次分明；而表面凸凹不平的紙張，印刷時(shí)因墨層轉(zhuǎn)移不均勻，可導(dǎo)致印跡不清晰，嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。另外，紙張還具有兩面性，即便是用同樣墨量、同一臺膠印機(jī)印刷，其正面的圖文清晰度等都比反面高。因此，印刷時(shí)應(yīng)選擇平滑度好的紙張，以提高印刷質(zhì)量。

4.紙張的施膠度

紙張施膠度越高，其抗水性越強(qiáng)，潤版液的用量就少，如膠版紙等；紙張施膠度越低，其抗水性越小，潤版液的用量就大，如毛邊紙等。因此印刷時(shí)應(yīng)根據(jù)紙張施膠度的多少相應(yīng)增加或減少潤版液用量，使紙張強(qiáng)度等適應(yīng)印刷要求，減少紙張伸縮、掉毛、掉粉及變形等紙病。

紙張使用方面的原因

1.紙張的裁切

印刷用紙首先要求尺寸準(zhǔn)確,裁切時(shí)應(yīng)留出標(biāo)線、叼口的位置，且各邊相互垂直，以便套??；紙張的經(jīng)緯方向應(yīng)一致，以便于膠印機(jī)叼紙牙的叼紙。裁切時(shí)，刀口要光滑、整齊，不能有毛邊，否則印刷時(shí)膠印機(jī)的叼紙牙不能準(zhǔn)確叼住紙邊，易引起碎紙、雙張、套印不準(zhǔn)確等故障。

２.紙張的存放

首先要求存放地的溫濕度接近印刷車間，并較穩(wěn)定，且存放時(shí)紙張應(yīng)堆放平整，否則也就失去了存放的意義。其次要存放適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，使紙張充分與環(huán)境溫濕度適應(yīng)，并基本定型，即便臨時(shí)更換到其他地方，短時(shí)間內(nèi)也不會發(fā)生尺寸變形。這樣的紙張經(jīng)過裁切后上機(jī)印刷，對印刷質(zhì)量影響很小。但如果存放期過短，則與剛生產(chǎn)出的紙張沒有太大的區(qū)別，其含水量不穩(wěn)定，紙張發(fā)脆、易碎、易產(chǎn)生靜電，上機(jī)印刷時(shí)，不利于輸紙，且易起褶而影響印刷質(zhì)量。此外，紙張不宜大批量裁切后存放，因?yàn)槿绻貌煌辏Ｓ嗟募垙堃矔冃巍?/p>

３.印刷機(jī)對紙張的影響

印刷時(shí)，一些操作人員遇到紙張起褶、變形、套印不準(zhǔn)等問題，就認(rèn)為是紙張的質(zhì)量不合格，其實(shí)印刷機(jī)調(diào)整不當(dāng)也是引起印刷故障的原因之一，如過緊的叼紙牙容易將紙張的邊緣叼破或叼成不平

狀，影響印刷套印準(zhǔn)確性；而叼紙牙過松，在橡皮滾筒合壓時(shí)，會因油墨的黏性等因素使紙張滑動(dòng)，影響紙張的套準(zhǔn)精度和網(wǎng)點(diǎn)的光潔度；規(guī)矩調(diào)節(jié)不當(dāng)也會引起紙張起褶；機(jī)器供水量過大時(shí)，也會導(dǎo)致紙張過分吸水而變形

(1).拷貝紙：17g正度規(guī)格：用于增值稅票，禮品內(nèi)包裝，一般是純白色。

(2).打字紙：28g正度規(guī)格：用于聯(lián)單.表格，有七種色分：白.紅.黃.蘭.綠.淡綠.紫色。

(3).有光紙：35-40g正度規(guī)格：一面有光，用于聯(lián)單.表格.便箋，為低檔印刷紙張。

(4).書寫紙：50-100g大度.正度均有，用于低檔印刷品,以國產(chǎn)紙最多。

(5).雙膠紙：60-180g大度.正度均有，用于中檔印刷品以國產(chǎn).合資及進(jìn)口常見。

(6).新聞紙：55-60g滾筒紙.正度紙.報(bào)紙選用。

(7).無碳紙：

40-150g大度.正度均有，有直接復(fù)寫功能，分上.中.下紙，上中下紙不能調(diào)換或翻用，紙價(jià)不同，有七種顏色，常用于聯(lián)單.表格。

(8).銅版紙：

A.雙銅80-400g正度.大度均有，用于高檔印刷品。

B.單銅：用于紙盒.紙箱.手挽袋.藥盒等中.高檔印刷。

(9).亞粉紙：105-400g用于雅觀.高檔彩印。

(10).灰底白版紙：200g以上，上白底灰，用于包裝類。

(11).白卡紙：200g，雙面白，用于中檔包裝類。

(12).牛皮紙：60-200g，用于包裝.紙箱.文件袋.檔案袋.信封。

(13).特種紙：一般以進(jìn)口紙常見，主要用于封面.裝飾品.工藝品.精品等印刷。

紙張的規(guī)格

紙張的規(guī)格包括紙張的類型、尺寸和重量。

1．紙張的類型

在印刷用紙中，紙張一般分為單張紙和卷筒紙兩種類型。卷筒紙用在輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)上，一般印刷大都采用單張紙。

2．紙張的尺寸

印刷紙張的尺寸規(guī)格分為單張紙和卷筒紙兩種。

單張紙的幅面尺寸有：800mmXl230mm，900mmX 1280mm，1000mmX 1400mm，690mmX960mm。紙張幅面允許的偏差為土3mm，符合上述尺寸規(guī)格的紙張均為全張紙或全開紙。其中880mmXl230mm是A系列的國際標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

卷筒紙的長度一般6000m為一卷，寬度尺寸有787mm、850mm、880mm、1092mm、1575mm、1562mm等。卷筒紙寬度允許的偏差為土3mm。

3．紙張的重量

紙張的重量用定量和令重來表示。

定量是單位面積紙張的重量，單位為g／m2，即每平方米的克重。常用的紙張定量有50g／m9，60g／m2，70g／m9，80g／m2，lO5g／m2，128g／m2，157g／m2，200s/m2等。定量越大，紙張?jiān)胶?。定量?50g／m2以下的為紙張，達(dá)到或者超過250g／m2則為紙板。

令重是每令紙張的總重量，單位是kg。1令紙為500張，每張的大小為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸，即全張紙或全開紙。

根據(jù)紙張的定量和幅面尺寸，可以用下面的公式計(jì)算令重。

令重(kg)：紙張的幅面(mz)X500X定量(g／m2)

常用紙張的分類

紙張的種類很多，約有上千種，但我們經(jīng)常接觸的只有百余種，涉及到印刷、裝訂的也只有十幾種。紙張的分類方法有兩種：一種是根據(jù)造紙方法不同分類；另一種是根據(jù)紙張品

種不同分類。

1．按造紙方法分類

①施膠紙與非施膠紙 根據(jù)使用需要，紙張可以施膠也可以不施膠。施膠的稱膠版紙，單面施膠的為單面膠版紙，雙面施膠的為雙面膠版紙，不施膠的為一般紙。

②涂料紙與非涂料紙 涂料紙，也稱銅版紙。它是在原紙上進(jìn)行涂布、增白、壓光等制成的一種紙。③色紙與白紙 色紙，即染色紙，用有機(jī)或無機(jī)染料可加工出各色紙張。白紙又分有增白劑和無增白劑紙，無增白的紙也稱本色紙。

④卷筒紙與單張紙 卷筒紙即紙張按一定寬度連續(xù)復(fù)卷成筒狀的一種包裝形式；單張紙，是將連續(xù)的紙張，按一定規(guī)格裁成所需幅面的一種包裝形式。卷筒紙供輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)連續(xù)印刷使用，單張紙可在一般印刷機(jī)上使用。

2．常用紙張分類及用途

常用紙張有三種，即印刷用紙、書寫制圖用紙、包裝用紙。

(1)印刷用紙 印刷常用紙張有凸版、新聞、膠版、銅版紙等多種。

凸版紙：一般書籍、雜志、課本和部分手冊、資料等

新聞紙：報(bào)紙、期刊、部分書籍和手冊等

膠版紙：高檔書籍、手冊、雜志、文獻(xiàn)、一般彩圖、畫冊、封面、商標(biāo)、年歷等

薄凸版紙（字典紙）：普通字典、科技資料等

銅版紙（涂料紙）：細(xì)網(wǎng)線印晶、畫冊、封面、高級本冊封面、夾卡、臺歷、各種裝飾書盒、高級 包裝盒 等

凹版紙：有價(jià)證券、重要文件、美術(shù)圖片、畫冊等

白卡紙：名片、請柬、證書、獎(jiǎng)狀、賀年片、包裝盒、精平裝書背和硬襯紙等

(2)書寫制圖用紙

書寫紙：一般用于手冊、賬冊、試卷等 ；無碳、有碳紙：復(fù)寫、打字、發(fā)票等

打字紙：單據(jù)、信箋、表格、講義等 ；圖畫紙：鉛筆畫、水彩畫

復(fù)印紙：專為復(fù)印機(jī)用紙 ；描圖紙：設(shè)計(jì)底圖

有光紙：稿紙、信箋、發(fā)票等 ；宣紙：木版水印、繪畫、書法、裱粘等

拷貝紙：復(fù)寫、打字、商品內(nèi)包裝、集郵冊等；

連史紙(毛邊紙)：書法、繪畫、制作線裝書

（3）包裝用紙

牛皮紙：包裝、卷宗、信封、紙袋、精裝書背用紙等

瓦楞紙 ：包裝箱、墊箱板、易碎損物品包裝盒或箱

黃色包裝紙：包裝書冊、食品、臨時(shí)各種包裝用紙等

花紋紙：高級化妝品等各種高級小商品包裝盒

一、紙張的主要性能(property)

物理性能：包括定量、厚度、緊度、透氣度、施膠度和吸收性等

光學(xué)性能：包括白度、不透明度等

機(jī)械性能（機(jī)械強(qiáng)度）：包括抗張強(qiáng)度、耐破度、耐折度和撕裂度等

化學(xué)性能：包括化學(xué)成分的含量、水分、PH值、灰分、銅價(jià)和粘度等

（一）紙張的物理性能

1.定量與厚度（quantity and thickness）

定量是指紙張單位面積的重量，一般以每平方米紙張有多少克表示，即g/m2。

厚度是指在一定的面積和一定的壓力下，測得紙樣兩面之間的垂直距離。

2.緊度(tightness)

緊度是指每立方厘米紙張的重量，其結(jié)果以g/cm3表示。

3.施膠度

施膠度表示紙張抗水性能的大小。施膠度是以標(biāo)準(zhǔn)墨水劃線時(shí)，不擴(kuò)散也不滲透的線條最大寬度（mm）表示。

4.吸收性(absorptivity)

紙張對液體、氣體具有吸收能力。吸收的原理：1）紙張纖維之間具有無數(shù)毛細(xì)孔隙，2）纖維素和半纖維素具有大量親水基團(tuán)—OH。

紙張的含水量（正常含水量一般為7%）

吸收有害氣體，不利于紙張的耐久性

（二）紙張的光學(xué)性能

白度(whiteness)是指紙張受到光照后全面反射的能力，以百分?jǐn)?shù)表示。某一紙張白度下降表示紙張老化耐久性下降的指標(biāo)。

（三）紙張的機(jī)械性能

紙張的機(jī)械性能又稱機(jī)械強(qiáng)度，是指紙張?jiān)谝欢C(jī)械外力條件下，抵抗外力作用的能力。也是衡量紙張耐久性的重要指標(biāo)。

機(jī)械強(qiáng)度(mechanical shrength)取決于紙張纖維的原始強(qiáng)度，和纖維與纖維之間的結(jié)合強(qiáng)度。

1.抗張強(qiáng)度(tensiling strength)：紙張能承受的最大張力。通常以一定寬度的試樣的抗張力，以N/15mm、KN/m表示。

2.耐破度(wearproof strength)：紙張?jiān)趩挝幻娣e上所承受的均勻增大的最大壓力，以Pa、Mpa、Kpa表示。

3.耐折度(foldproof strength)：紙張?jiān)谝欢◤埩ο?，試樣來回做一定角度折疊，直至其斷裂時(shí)的折疊次數(shù)，以雙次表示。

4.撕裂度(tearproof strength)：紙張被切出一定長度的裂口，再從裂口開始撕破所需要的力，以mN表示。

（四）紙張的化學(xué)性能

1.水分

結(jié)合水(bound water)：纖維素非結(jié)晶區(qū)上有許多游離氫氧基，能于水分子氫鍵結(jié)合，這部分水是結(jié)合水。結(jié)合水分子排列有一定方向，賦予纖維柔韌性和好的機(jī)械強(qiáng)度。

游離水(free water)：纖維結(jié)構(gòu)中的各個(gè)單元，如微纖維之間、原細(xì)纖維之間或大分子之間存在大量毛細(xì)管，由毛細(xì)管作用所吸附的水稱之為游離水。促使紙張纖維素發(fā)生各種有害化學(xué)反應(yīng)，并為微生物和檔案害蟲提供水分。

2.紙張的PH值

酸是纖維素水解反應(yīng)的催化劑，氫離子濃度越大，刺激氧橋斷裂，影響紙張耐久性。

3.紙的銅價(jià)(cupric value)

銅價(jià)是指在特定的條件下，100g絕干纖維素（紙漿）使氧化銅（CuO，二價(jià)銅）還原為氧化亞銅（Cu2O,一價(jià)銅）的克數(shù)。

銅價(jià)主要用于鑒別纖維素C1還原基的多少以及鏈的長短。纖維素分子水解、氧化后聚合度下降，暴露出更多的還原基團(tuán)，銅價(jià)增大，耐久性下降。

二、紙張老化(aging)

（一）張老化的概念：在外界各種不利環(huán)境作用下，紙張主要化學(xué)成分發(fā)生不可逆的化學(xué)變化，從而使紙張性能下降的過程。

微觀表現(xiàn)：纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；

宏觀表現(xiàn)：紙張泛黃，白度下降；機(jī)械強(qiáng)度下降；銅價(jià)上升；酸度上升PH值減小。

（二）紙張老化原因

1.老化的內(nèi)因

（1）主要化學(xué)成分的變化

維素和半纖維素水解、氧化、氧化降解、光解、光氧化作用

木質(zhì)素氧化和光解反應(yīng)

纖維素>半纖維素>木質(zhì)素（表示分子穩(wěn)定性，不宜老化程度）

（2）紙張內(nèi)部的有害物質(zhì)

生產(chǎn)過程中殘留的酸、氧化劑、施膠明礬、金屬離子等

2．老化的外因

高溫、高濕、光線、酸、氧化劑、微生物等加速發(fā)生水解、氧化和光解反應(yīng)。

（三）人工老化試驗(yàn)(accelerated aging test)

人為給紙張不利的外因條件，加速紙張老化速度，測出紙張白度、機(jī)械強(qiáng)度、酸度等理化指標(biāo)，判斷紙張耐久性的試驗(yàn)。

干熱老化試驗(yàn)表明：紙張?jiān)跍囟?05℃±2℃老化72小時(shí)，相當(dāng)于自然室溫下保存25年。以此判斷紙張耐久性的好壞，并可推算出紙張的預(yù)期壽命。

一 印刷紙張尺寸

平板印刷紙張的大小和形狀是由長、寬尺寸決定的。其長寬尺寸是依據(jù)印刷品的開法（最常用的為幾何級數(shù)開切為３２開）和印版的要求由國家主管部門規(guī)定的。卷筒印刷紙只規(guī)定了其寬度（或長度），印張的長度（或?qū)挾龋﹦t在印刷機(jī)上切出，所以卷筒紙尺寸與平板紙尺寸的實(shí)質(zhì)是一致的，只不過形式不同罷了。

印刷紙的長寬尺寸雖然是由國家主管部門規(guī)定的，但并非簡單的人為規(guī)定，而是有其科學(xué)依據(jù)的：第一要保持常規(guī)開法印制出的各種印刷品形狀美觀，不使印出的書籍呈正方形或窄長條，給人以不協(xié)調(diào)的感覺。第二要保持采用幾何級數(shù)開法時(shí)，不同開數(shù)（如１６開和３２開）的書籍形狀相似。

從爭取印刷品形狀美觀的角度來看，紙張及成書的長寬比使人感覺最合適的比例是所謂的“黃金比”?！包S金比”即長：寬＝1.618:1。

要保持不同開數(shù)的書籍形狀相似，就要研究紙張的開切（或折疊）方法。紙張一般是按對半裁切的方法裁截。裁切（或折疊）后的長就是裁切前的寬，要想保持裁切后和裁切前形狀相似，就必須保持裁切前的長與寬之比。即要求：ａ：ｂ＝ｂ：（ａ／２），這就是說，要使３２開書籍的形狀與１６開、６４開書籍的形狀保持相似，就必須使紙張尺寸的長與寬之比接近于1.414:1。

國外不少國家都采用這個(gè)長寬比。如日本平板紙841*1189（MM），我國采用的國際通用尺寸880*1230（MM）。

根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ147-89的規(guī)定，卷筒紙的寬度尺寸（單位：ＭＭ）是：157

51562 1400 109

21280 1000

1230

900

880

787

平板紙幅面尺寸（單位：MM）是：

1000M*1400

1000*1400M

900*1280M

900M*1280

880*1230M

880M*1230

787*1092M

1092M*787

（數(shù)字后的Ｍ表示紙的縱向；卷筒紙寬度的允許誤差為上下３ＭＭ，平板紙幅面尺寸允許誤差為上下３ＭＭ；在本標(biāo)準(zhǔn)中盡管沒有850*1168這一規(guī)格，但在目前實(shí)際運(yùn)用中這一規(guī)格應(yīng)用得還比較多。）

二 定量和厚度

定量是單位面積紙張的重量，以每平方米的克數(shù)來表示，它是進(jìn)行紙張計(jì)量的基本依據(jù)。印刷紙張的定量，最低為２５克／平方米，最高為２５０克／平方米。

定量分為絕干定量和風(fēng)干定量。前者是指完全干燥，水分等于零的狀態(tài)下的定量，后者是指在一定濕度下達(dá)到水分平衡時(shí)的定量。通常所說的定量是指后者。定量的測定要在標(biāo)準(zhǔn)的溫濕度條件下（溫度２３上下１度；相對濕度５０上下２％）進(jìn)行。

在技術(shù)方面，定量是進(jìn)行各種性能鑒定（如強(qiáng)度、不透明度）的基本條件。在實(shí)用方面，定量是決定單位重量所具有的使用面積的根本因素。紙張的定量盡管允許有一定的誤差，但必須嚴(yán)格控制誤差的限度。

厚度是在規(guī)定一定面積、一定壓力的條件下所測得紙的兩個(gè)表面之間的垂直距離。紙的厚度與紙的基本規(guī)格沒有直接關(guān)系，但對印刷品的使用者和出版者來說，厚度是一個(gè)十分重要的質(zhì)量指標(biāo)。

厚度與定量有著密切的關(guān)系，厚度大的印刷紙張一般定量也比較高。但二者之間也不是簡單的正比關(guān)系，既有的厚度小的紙反而比厚度大的紙定量高，這是由于緊度（密度）不同所產(chǎn)生的影響。

三 令重

500張完全相同的紙頁叫做一令，一令紙的重量叫做該種紙的令重。國際上也有以480張或1000張為一令的，在涉外紙張業(yè)務(wù)和使用進(jìn)口紙時(shí)，應(yīng)該特別注意這一點(diǎn)。

通常所說的平板紙的令重，并不是該令紙的實(shí)際重量，而是按該品種印刷紙張的標(biāo)準(zhǔn)定量推算出來的重量。

由定量計(jì)算令重的方法是用每令紙的面積乘以該種紙的標(biāo)準(zhǔn)定量。即，令重（千克）＝紙張的長（M）*寬（M）*500*[標(biāo)準(zhǔn)定量（克/平方米）/1000]

用公式表示為：Ｑ（令重）＝0.5A（長）B（寬）M（標(biāo)準(zhǔn)定量）