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可实现防水密封的新型激光工艺

据外媒报道,一组工程师日前开发了一种新型激光焊接工艺,可实现防水密封,即使是在难以焊接的材料(如压铸铝)中也是如此。

这群来自德国Fraunhofer IWS和Maschinenfabrik Arnold的工程师们认为,对于中型汽车供应商和许多其他工业客户来说,他们新开发的工艺或会是一个极具吸引力的解决方案。

在电动车辆中,必须对电池和其他电气控制装置进行冷却。但是,电气系统却不得与冷却水接触,否则会发生短路。出于这个原因,控制单元通常由轻质压铸铝制成的外壳进行保护,然后通过用螺纹盖和塑料密封件进行封装,从而实现其防水功能。

虽然应用这些盖子和密封件通常是非常费力的,但必须这样做,因为以前不可能将压铸铝进行可防水焊接。这是由于材料中存在充气腔。当传统激光工艺切割这些空腔时,其效果类似于突然打开的气球:封闭的气体突然从空腔中逸出,同时喷射出刚刚由激光产生的熔融金属。如果在这种状态下对接缝进行冷却,就会存在缺陷,使得水最终可以通过很小的漏洞进入电气系统。

然而,使用他们名为“remoweldFLEX”的新激光工艺,工程师们现在能够在压铸铝中实现均匀、不透水的焊接。

这种激光工艺在处理头中采用了激光扫描仪、镜面光学系统、实时控制以及其他系统组件,可形成直径为十分之一毫米的振荡激光束。随后压铸铝所需轮廓会对激光束进行快速而精准的引导,然后激光束会熔池中每秒振荡数千次,进而实现非常均匀的防水焊缝。为了实现实时质量控制,该设备还可以与高速摄像机配合使用,同时还可在焊接过程中记录传感器数据。

使用激光代替螺钉和塑料来对电动车辆中的电池和电气控制装置进行密封,应该可以极大地提高车辆冷却系统的使用寿命和可靠性。

工业4.0时代的意义

据工程师介绍,“remoweldFLEX”技术也向工业4.0迈出了重要一步。

Fraunhofer IWS激光焊接组的负责人Dirk Dittrich博士表示:“与螺丝接合相比,激光焊接工艺实现了非常高的自动化程度。与此同时,也缩小了生产中的数字化差距。”

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