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世纪难题终于被解决!控制激光焊接起收弧的方法

发布:2022-03-17 12:05作者:www.huyunjituan.com点击:798次

世纪难题终于被解决!控制激光焊接起收弧的方法。激光焊接作为一种高精度的光纤焊接技术,以其发热量低、焊接电压低、焊接速度快、自动化程度高等特点,越来越多地应用于工业领域。
但是,如果弧锁的始末没有经过机器或机器人的加减速等运动机构的特殊处理,则在焊接开始时形成“粘头”,最后形成焊缝。容易在托盘上形成,这对焊缝外观的整体均匀性有显着影响,并且末端弧坑减少了焊接工作并导致小电弧裂纹。而激光功率密度越高,这种现象就越明显。
因此,生产过程本身需要在焊接的开始和结束时进行特殊处理。如果焊丝的位置和条件允许,可以通过增加引弧板来避免,但实际上这种方案不适合大批量生产,部分焊丝焊接路径已经被移除。图形,包括开始和结束。焊接零件。焊条 在焊条中,需要调整焊火的首弧形状和末弧形状,优化焊接工艺参数。
焊接形状可以通过激光功率控制和PWM控制在电弧的第一阶段和最后阶段进行调整。在电弧阶段,随着移动机构从静态焊接速度加速到正常速度,功率可以从低到高逐渐增加。在低速阶段效果更大。在低速和高速时,在“匹配头”弧的开始处避免了较大的力;在电弧的最后阶段,激光功率逐渐减小,可以降低焊缝的能量密度,逐渐减小焊接宽度,逐渐减小焊接过程的深度。熔池逐渐缩小,改善了焊接结束时弧坑的形态。
因此,通过控制激光功率的逐渐增减、焊接电弧的起止弧、焊接起弧点的安装高度、焊接电弧的大小和深度,可以绕开。 .火山口。弓箭。可以大大减少电弧的末端。在此基础上,可以通过改变焊接速度来重新优化占空比或调制频率,以更精确地控制电弧开始和最后部分的热量输入。
连续激光JPT可进行连续焊接和调制焊接,激光功率可实时调整。借助JPT CW激光跟踪软件,您不仅可以实时监控激光控制系统的状态,还可以准确监控线能量密度,避免激光弧起点处的“对头”。
塑料是一定的高分子有机化合物,具有良好的可塑性和质量轻、比强度高、生产加工成本低、耐腐蚀性好、使用寿命长等优良性能。近100年来,塑料已成为一种新的塑料作为基础材料,如钢铁、混凝土和木材。
鉴于塑料制品发展的多样性,仅靠注塑和二次连接是难以满足的。胶合塑料主要有三种方法:机械胶合、胶合和焊接。机械连接涉及使用紧固件,例如螺栓、螺钉和铆钉。它的优点是粘合强度高,但增加了零件的重量,不适合接合对轻量化要求高的零件。涂胶的优点是涂胶面应力分布均匀,不仅容易成型,而且存在效率低、粘合强度低、易发灰、调整性差等问题。
塑料焊接工艺的本质是加热和熔化形成焊缝的过程。加热方法包括外部加热(例如,热板焊接)和机械加热(例如,摩擦焊和超声波焊接)。过去,这些工艺在工业生产中发挥了重要作用,但随着制造技术要求的不断提高,生产中使用的部件变得越来越精密、越来越薄、形状越来越复杂、越来越环保,传统的焊接工艺越来越多。难以实施。整理。以满足需要。自 1970 年代以来,激光技术一直用于焊接塑料。它具有焊接功率大、速度快、精度高、三维焊接曲线容易、成本相对较低的特点。它可以焊接敏感元件(如内部面板)。电子元件和其他组件)、复杂几何形状的组件(例如 3D 焊接)、具有非常严格的密封和卫生要求的组件以及具有良好光泽且没有清晰焊缝的组件。这些优点是其他塑料焊接方法无法比拟的。同时,塑料的激光焊接受多种因素的影响,焊接过程由于多种物理原因是一项艰巨的工作。因此,为了推广这项技术,有必要研究透明激光焊接技术的原理,优化工艺参数,开发自动化程度高、性能优良的焊接设备。
1 激光清胶焊接技术
1.1塑料激光焊接原理:
塑料的激光焊接,也称为红外塑料焊接(TTIr),是一种应用广泛的塑料焊接工艺,可实现高精度。首先,塑料连接器必须是热塑性的。二、透射条件是上部的透光率足够高(大于50%)可以透射激光,下部的透光率足够低,可以接收激光。光。最透明的塑料可以完全穿透激光,第二个焊接部分可以通过在表面涂上烟灰等吸碳材料,将激光能量转化为热能。热作用区使塑料件和焊缝材料在压力下熔化和熔化,在焊缝表面形成新的长链大分子,从而形成牢固的粘结剂,用于粘合充气件。塞克蒂。
1.2 透明塑料激光焊接系统
塑料透明激光焊接系统主要由:激光器、焊接材料和吸收体组成。不同类型的激光具有不同的波长和功率,从而影响激光能量密度分布、吸收系数、焊接速度、热范围等焊接工艺参数。不同的焊接材料具有不同的分子结构,因此不同的工艺参数影响焊接质量。暴露程度不同,衰减器是由光热转换效率、美观度和抗汗性等因素决定的。
1.2.1 激光
常见的激光器有 CO₂、Nd:YAG 和半导体激光器,具有不同的波长和光斑效应,适用于焊接不同厚度和材料的塑料。
CO₂激光器产生的激光波长较长,可达10.6m,处于远红外范围。塑料焊接时,热影响区深度大,容易在焊接表面留下明显痕迹,因此主要用于薄膜焊接。 Nd:YAG激光波长短,属于近红外范围。它具有优异的纤维质量和高材料渗透性,可确保较厚材料的稳定焊接。
半导体激光器发射的激光波长为0.8-1.0m,属于近红外范围。最大功率低,适用于热敏性高的塑料的焊接。
近年来,半导体激光器发展迅速。由于其免维护、转换效率高、寿命长、焦距长、透光距离远等优点,越来越多地应用于工业领域。并且具有很大的发展潜力。 . 2011年,龚飞研究了Nd:YAG激光和半导体激光对4mm厚聚丙烯塑料的透焊效果,并比较了焊接接头的强度。 Nd:YAG激光器更适合焊接塑料。
1.2.2 焊材
塑料激光齿轮焊接的核心是在焊接过程中将塑料熔化形成新的聚合物链,冷却后形成焊缝。因此,基材必须是热塑性塑料并具有良好的铸造性能。
1.2.3 吸收剂
大多数塑料在 808-1064nm 处的激光透射率为 40-95%。因此,两层透明塑料的激光焊接一般需要添加吸收体,吸收体有效地将激光的能量转化为热能,导致熔化,从而导致零件被焊接。
用于常规塑料的常规激光焊接阻尼器包含碳元素,例如炭黑、碳纳米管、石墨烯等。炭黑是最常用的理想近红外吸收剂之一,但它的缺点是不同区域的吸光性强,因此焊料的颜色通常与基材的颜色不同,影响外观。 . †
1.3 焊接方法:
随着待焊接零件数量的增加,激光转移塑料焊接的使用也从简单的二维平面图形焊接转变为三维空间焊接,焊接工艺也有了创新。为提高加工精度,2D表面焊接工艺从型材焊接转向掩模焊接,可以达到非常高的精度;为了提高生产效率,出现了同步焊接和近同步焊接,适用于工业大批量生产。
 
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