相對(duì)于傳統(tǒng)連接工藝(比如超聲波、振動(dòng)和熱風(fēng)工具焊接),激光焊接工藝已經(jīng)逐漸取得其市場(chǎng)地位。用戶也從它的眾多優(yōu)點(diǎn)中獲益,比如無(wú)接觸、溫和的能量應(yīng)用等。有很多方式可將激光輻射應(yīng)用到部件上,相應(yīng)地產(chǎn)生了不同的焊接概念。除了輪廓焊接、同步和準(zhǔn)同步焊接外,Leister公司還開(kāi)發(fā)了掩膜焊接、Globo焊接以及其他方式。多種焊接方式和焊接概念的出現(xiàn),使得用戶可以用最佳的方式實(shí)現(xiàn)其特定應(yīng)用的需求。
問(wèn)題:昂貴而復(fù)雜的連接
在生產(chǎn)用于能夠應(yīng)用于戶外的儀表盤時(shí),非常重要的一點(diǎn)是進(jìn)行密封以防止水進(jìn)入。這些儀表盤必須達(dá)到IP 69標(biāo)準(zhǔn),在具體的應(yīng)用中能耐受各種的介質(zhì)。比如說(shuō),如果是在船體機(jī)構(gòu)中,就需要能耐受燃料,同時(shí)還要耐受鹽霧。很多時(shí)候,只有使用特殊的橡膠密封才能達(dá)到這樣的要求。在位于瑞士小鎮(zhèn)R焧hi的西門子VDO,殼體部件是用搭扣接頭連接的,以便向密封施加需要的力。同時(shí)其他儀表盤的蓋板玻璃在安裝橡膠密封后用法蘭連接的金屬環(huán)固定。粘接是另外一種固定和密封的方法,生產(chǎn)專家批評(píng)這種工藝,原因就是它除了其它因素外,需要做粘膠處理。這三種方法有個(gè)共同之處就是成本比較高,需要額外的結(jié)構(gòu)部件,比如搭扣鉤、橡膠密封、法蘭連接環(huán),以及膠水之類的材料。因?yàn)樵黾恿松a(chǎn)過(guò)程,所以使得成本上升。
游船上使用的儀器,每天都處在惡劣的應(yīng)用環(huán)境中。
圓形儀表的PMMA蓋板玻璃用激光焊接到PC殼體上。 激光焊接取得牢固緊密的連接
激光焊接為室外應(yīng)用儀表盤提供了高效的連接和密封解決方案,能滿足質(zhì)量要求,可以替代一些不那么令人滿意而其成本很高的工藝。應(yīng)用時(shí)不需要增加固定部件。激光焊接焊縫可以達(dá)到密封和強(qiáng)度方面的嚴(yán)格要求。采用激光傳輸技術(shù)連接熱塑性塑料需要可透過(guò)激光輻射部件和激光吸收部件。儀表盤上的蓋板玻璃是透明的PMMA制成的,殼體用黑色PC制成,所以這些材料可以滿足焊接方面的要求。焊接部件通過(guò)夾具提供的壓力接觸緊密。熔合塑料所需的輻射能量從蓋板玻璃進(jìn)入穿透連接平面,殼體吸收輻射能量,將其轉(zhuǎn)化為熱量,使其材料熔化。經(jīng)過(guò)熱傳導(dǎo)后,蓋板玻璃的連接區(qū)域也熔化。連接過(guò)程結(jié)束后,熔化的材料凝固,形成牢固緊密的連接。 來(lái)自于Leister公司的三套系統(tǒng)
西門子VDO從1999年開(kāi)始采用塑料激光焊接,已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。他們決定將這種方法用于其他的產(chǎn)品,因此,來(lái)自于Leister科技公司的第三套系統(tǒng)在2007年被成功安裝。三種系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用于不同的領(lǐng)域,各自有不同的生產(chǎn)能力。有一種四個(gè)一組工作的儀表盤是在標(biāo)準(zhǔn)的工作站生產(chǎn)的:用手動(dòng)方式將部件放入激光工作站系統(tǒng)中,然后激光系統(tǒng)開(kāi)始焊接。另外一套激光系統(tǒng)用于建筑機(jī)械的儀表盤焊接,要求能夠防水,該系統(tǒng)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),工人在工作臺(tái)的其中一個(gè)工位進(jìn)行放置和取出操作,同時(shí)焊接過(guò)程在另外一個(gè)工位上進(jìn)行,這樣能夠大大提高其生產(chǎn)能力。
電動(dòng)船和帆船的儀器平臺(tái) -Viewline是模塊化的結(jié)構(gòu)。
三種不同的尺寸都是在一個(gè)相同的激光系統(tǒng)中焊接的。 全自動(dòng)過(guò)程
Novolas WS系列的第三套系統(tǒng)與產(chǎn)線傳輸系統(tǒng)集成??梢暡A聊槐缓附釉赩iewline產(chǎn)品系列的儀表盤殼體上,整個(gè)過(guò)程是全自動(dòng)的。模塊化的儀表盤有三種不同的直徑,52、85和110mm??蓮V泛用于各種用途,但主要是游船。所有的三種尺寸產(chǎn)品都是在相同的激光系統(tǒng)上生產(chǎn)的。機(jī)器可識(shí)別經(jīng)過(guò)編碼的工件進(jìn)料架,然后自動(dòng)選擇適當(dāng)版本的軟件,加載相應(yīng)的數(shù)據(jù)和激光參數(shù)。對(duì)每種尺寸,不需要進(jìn)行機(jī)器的重組,因?yàn)閵A持系統(tǒng)也進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì),可以?shī)A持所有尺寸的工件。這樣就節(jié)省了機(jī)器重新裝配的費(fèi)用,可以根據(jù)需要靈活地進(jìn)行各種產(chǎn)品的生產(chǎn)。
NOVOLAS激光系統(tǒng)可以選配旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),或者和現(xiàn)有的傳輸系統(tǒng)組合, 還可以根據(jù)具體的應(yīng)用需要進(jìn)行定制。 節(jié)省成本
與其他連接方法相比,塑料激光焊接不光在技術(shù)上是創(chuàng)新的,而且對(duì)于高強(qiáng)度焊縫而言還是一種很高效的方法。投資成本在一定程度上高于以上提到的其他方法,但是因?yàn)榫S護(hù)成本低、不需要使用其他部件以及激光系統(tǒng)在應(yīng)用上的靈活性,很快就會(huì)收回投資。至少,焊縫的高質(zhì)量,包括高密封性、焊接過(guò)程的可重用性,即可保證經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。
作者Oliver Hinz是Leister科技公司激光系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理
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