Schweissen von Drähten (50um)

CW und Q-switched, ordentlicher Ir, sichtbarer oder UV Rums der Spaß macht, sowie Materialbearbeitung mit diesen Lasern.
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gekoch
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Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von gekoch » Do 15 Apr, 2021 9:22 am

Hallo zusammen

Für ein Gerät brauche ich eine Möglichkeit um zwei 50um (micro meter) dicke Drähte zu "verschweissen"
Der eine Draht besteht aus Konstantan der andere aus Kupfer.
Aktuell wird das gelötet. Sprich man spannt die Drähte in eine Halterung ein und lötet die beiden zusammen.
Sensor x-shape.png
Nun meine Frage wäre es möglich mit einem Laser eines Laser Cutters das selbe zu erreichen? Sprich wenn man eine Halterung konstruiert die in den laser cutter montiert und einen kurzen Impuls des lasers auf das "kreuz" gibt wo die beiden material sich verbinden sollen?
Oder ist dafür die Leistung eines 50W Lasers zu gering etc.?

Was ist eure Meinung dazu?

(edit: Punktschweissen habe ich schon versucht geht aber bei so dünnen Drähten nicht)
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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von VDX » Do 15 Apr, 2021 9:57 am

... mit dem CO2-Laser eines typischen "Lasercutters" wird das mit "verschweißen" nichts - dafür ist die Energiedichte der CO2-Laser bis über 100 Watt Leistung einfach zu gering.

Ich hatte das vor vielen Jahren mit gepulsten NdYAG-Lasern gemacht - da hatte ich Platindrähte mit 10µm auf Gold-Pads oder miteinander veschweißt.

Was nocht geht (dann auch wieder mit den CO2-Lasern) ist hartlöten - dafür hatte ich mir selber eine Gold-Hartlotpaste mit 30µm Kügelchen aus einem etektischen Gold-Zinn-Gemisch (80% Gold, 20% Zinn), etwas Gold-Staub für die Homogenität und etwas Dexpanthenol+AquaDest als Pasten-Basis zusammengerührt und mit einer IR-Laserdiode mit 4-7 Watt auf einen Spot von 0.1mm hartgelötet.

In letzter Zeit hatte ich 0.8mm dicke Stahl- und Bronzedrähte mit einem 85Watt CW-Faserlaser verschweißt ... aktuell hätte ich auch IR-Laserdioden mit bis 270Watt@975nm auf einen Fleck von 0.2mm (gibts für 300€ bei ebay als ausgeschlachtete Pump-Dioden aus defekten Muti-kW-Faserlasern), was bei voller Leistung die Drähte auch einfach wegdampfen würde - reicht also Allemal fürs Verschweißen ...

Viktor
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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von gekoch » Do 15 Apr, 2021 10:13 am

Danke vielmals für die Ausführungen.

Nun das mit einem gepulsten NdYAG-Lasern zu versuchen wäre mal ein Anfang. Denn aktuell geht es mehr darum um zu sehen ob so was überhaupt möglich ist und wie einfach resp. wie repetitive das ganze vollzogen werden kann.

Hast du das alles von Hand getätigt?

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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von VDX » Do 15 Apr, 2021 11:25 am

... den Aufbau mit den 10µm-Platindrähtchen hatte ich seinerzeit für zwei unterschiedliche Projekte zur Mikrosensor-Fertigung für Emerson und Siemens gemacht - bei einem Aufbau hatte ich die Drähtchen über Pads gespannt und dann entweder aufgeschweißt oder hartgelötet.

Beim anderen Aufbau habe ich mehrfach die Drähtchen "überkreuz" aufeinandergelegt und seitlich eigeklemmt und dann die Verbindung so gelasert, daß die Drähte im Schnittpunkt verdampft sind, aber zu den beiden Seiten hin die Enden miteinander verschweißt sind -- damit habe ich praktisch aus zwei "gegeneinander gewickelten" flachen Drahtspulen mit jeweils 2x22 "Überkreuzungen" an den Seiten zwei "Zick-Zack"-Vorhänge vorne und hinten gemacht, die dann als Heizer und Sensor für die durchströmten Gase dienten.

Das letzte mit den dickeren 0.8mm Stahl- und Bronze-Drähten mit dem 85Watt-CW-Faserlaser sah im Vortest so aus:
Draht-Schweissen 0.6mm.jpg
Viktor
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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von ulihuber » Mo 19 Apr, 2021 8:19 pm

So was macht man doch in der Chipfertigung mit Ultraschall, oder?

Gruß
Uli

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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von VDX » Mo 19 Apr, 2021 9:36 pm

Hi Uli,

mit US gebondet habe ich auch, wenn Pad und Material darunter das erlaubten -- hierbei ging das aber nicht, da ich "vorgespannte" 10 µm und 1µm Platindrähte mit 1-2µm Genauigkeit parallel zueinander ausrichten und fixieren mußte ... sowas geht mit Bonden nicht mehr :freak:

Viktor
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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von ulihuber » Mi 21 Apr, 2021 9:21 am

Ja, hier geht es aber um
eine Möglichkeit um zwei 50um (micro meter) dicke Drähte zu "verschweissen"
Gruß
Uli

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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von VDX » Mi 21 Apr, 2021 11:41 am

... hier gehts um eine leitende Verbindung zweier 50µm-Drähte aus unterschiedlichen Metallen - also entweder schweißen oder mit passendem Lot hartlöten -- das sind wir aber auch schon per PN am lösen ... wenn der gute Mann mal in sein Postfach schauen würde :wink:

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Re: Schweissen von Drähten (50um)

Beitrag von gekoch » Mi 21 Apr, 2021 1:58 pm

uppps deine PN habe ich verapasst und ja es geht genau um das "problem" des verschweissen zweier Drähten (50um) aus unterschiedlichen Metallen und somit auch unterschiedliche Schmelzpunkte.

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