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焊接领域的新型技术--激光与红外

2008-03-28 14:30
龙凰
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        三维塑件激光焊接的突破是焊接领域的几个创新之一,它不再需要传统的夹具系统。其它成果包括有伺服驱动的更大应用、治理四个超声波焊接机的电脑控制系统、和测量塑件激光焊接能力的首台导光装置。

三维塑件焊接的第一次
        瑞士Leister公司宣称其Globo或球体焊接系统是首个焊接三维塑件不要用夹具系统的。激光在连续的焊接工艺中沿着一个轮廓移动。通过气体支撑、无磨擦的旋转玻璃球,激光被汇聚于接合面之上。玻璃片既汇聚激光能量,也可作为一种工具,向接合板上的每个点上垂直施加机械压力。

以前,激光焊接需要两个塑料件必须被夹在一起,通常是用玻璃。现在,激光头成为了夹合媒介。市场经理Marcel Pironato称:“依靠集成到激光头中的机械夹具,当激光头在塑件上方移动时,我们进行夹合。”

Globo焊接系统不仅开拓了在三维塑件中的机会,而且消除了塑件尺寸上的限制。大型平面塑件以前需要很大压力来焊接,现在可以由Globo系统进行焊接了。大型电视机部件以前需要昂贵的夹具,现在也可以不用夹具就进行焊接了。

在各种应用中,汽车前灯装配是最具前途的。Globo焊接工艺将取代需要固化时间耽搁的双部件环氧树脂粘接系统,以及产生微粒的振动焊接。另一家焊接设备供应商LaserQuipment正极力鼓吹用复合型激光来连接三维塑件,把传统红外线焊接系统的成本效益与激光焊接的效率结合在一起。卤灯放出的红外光汇聚于焊缝上与激光束相同的点上。它平均地分配焊板的受热,使周期更快,与传统激光仿形焊接相比所需能量较低。以同样的激光能,焊接1.5mm厚的PP样板,加焊速度是传统焊机的两倍之多。

LaserQuipment公司也推出了TMG Vario,测量塑料导光性的第一批装置之一,目的是要确定出塑料是否可用激光焊接。

Gentex公司近日宣称其激光焊接涂料满足了USP VI级别的生物适应性要求。这意味着以Clearweld涂料焊接的医疗设备将获得FDA许可。Clearweld涂料是作为石墨的替代品而被使用的,将激光能转变为热能。涂料在接合点被涂上,或者被混合到树脂中。这些吸光材料为多种的热塑料提供了色彩灵活性。

巴斯夫为激光焊接推出了两种近红外线吸收剂。Lumogen IR 788和765是高度透明的添加剂,色泽低,所以透明塑料可以被用作吸收激光能量,用于焊接。

更佳的红外线焊接

在红外线焊接方面,Heraeus Noblelight公司将推出首个以石墨为基础的红外线发射器,据称可产生快速反应和高热量输出。石墨发射器提供的热量输出是卤灯的三至五倍,持续时间要长出四至五倍。石墨发射器的发热效率是200 瓦/in.,而其它类似镍铬铁合金和陶瓷发热器的中波热源只有30-40瓦/in.。在高输出系统,石墨发射器产生更多的控制,效率更高,成本更低。石墨发射器也消除了信号嗓音,不需要专门的保险丝来应付高的急冲电流。它们产生波长峰值,与多数塑料的吸收波长是相等的。

Kubota研究协会在TTIR焊接工艺的最新成果是焊接垫圈。这种可注塑的材料含有少量的分散于热塑料或TPE中的红外线吸收剂。这种顾客定制的垫圈被放置在待焊接的两个部件之间,加压以使垫圈保持到位。集中起来的红外光能通过了透明的顶部,并加热垫圈,它熔化并流动,将焊接缝填满。这种方法利用了三维形状的焊接,在待连接的组件之间不再需要平滑而精确的配合。

伺服提升控制

Branson公司在其最新激光焊接系统中,加入了伺服驱动L-368 Fai。和其它激光焊接设备制造商一样,Branson增加伺服驱动是为了更大的定位控制和可重复性。该系统也综合了Branson最新的第三代激光闭环控制器。该机与Branson的IRAM-300机型相近。公司选用了齿轮油缸,而不是油压台驱动,目的是减少灰尘和嗓音,并提高精确度和控制。

Branson的新式振动焊接器M-624 Hi RS有着伺服驱动,能更好地控制定位,红外线预加热能力也更强,实现了更大的焊接强度和更严格的组装偏差。连接板的红外线预加热也消除了微料,振动头的灵活制动明显增加了焊接强度。

Forward技术公司已经通过一种大型伺服控制装置,扩大了热板焊接机的品种。这是该公司对业界越来越多需求伺服系统所做出的反应,提供了更高水平的控制和可重复度,周期时间更快。

Forward已经生产出小型伺服控制的热板焊接机,称新型VS-1445是行业内最大的伺服控制装置,可焊接部件的最大尺寸达14印5印8印ave Kralovetz认为新产品是热板焊接控制领域的终极产品。

有了伺服控制,工装的硬停机不再出现,通过改变控制环境,实现了熔体和焊接深度的最大可调节性。不再需要机械变化。熔体和焊接阶段受到严密地控制。该装置可用于汽车、医疗和电器产品中。

Branson已经推出了可管理多达4台超声波焊接机的电脑控制系统。以前的控制系统只能一次处理一台焊接机。2000mc Net包括了图形用户界面,能管理数据。该公司正在开发管理8台焊接机的控制装置。

Branson也正推出超声波电源控制器,具有多个界面,可集成到专用机器或生产线当中。Professional Compact具有机载智能装置,能让用户捕捉信息、上网和排除故障。

更刚硬的结构

在超声波焊接方面,Sonics & Materials公司推出了20kHz的气动压机,据称比其它机型更为刚硬,偏差被减至最小,精度和性能都有提高。2055型压机以最新设计的压铸底座为特色,使偏差发生的可能性减少了30%。

超声波压机也以360°旋转的高效转机为特色,能简化放射角分布。

Dukane公司正推出两种新型振动式焊接机,据称能以高可靠度和较短的焊接时间来处理多种的工装。中等规格VWB3500 (965×455 mm)和较大规格VWB3700 (1320×610 mm)以玻璃增强型树脂和工程塑料为目标。

Dukane称电磁振动头特别耐用,不需要润滑,因为它们没有承载面。改良振动头能实现较短的焊接时间,以适应高频下的沉重工装。

振动焊接器以刚硬构造为特征,包括了四轨升滑装配和框架是方形钢管的升降台,能实现向塑件高效地传输振动。组合的结构令焊接人员能轻松地安装和搬运,而那些有着单个硬壳的装置就需要现场的装配了。Dukane业务经理Tom Kirkland称该机器的价格定于中低档水平,但具有高层次的特点,如方便的电源插座、作业内光等。

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