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中小功率应用

光纤传导激光焊接机-----3C制造行业新的“风向标”

2011-03-18 返回列表

      随着3C数码行业的发展,3C数码产品朝着高集成化、高精密化方向高速发展,其产品内构件越来越小巧、精密、电子集成度高,内结构件对于的外观、形变、拉拔力提出了更高的焊接要求。而激光产品由于其高能量、高精度、高方向性的特性,越来越多的应用于3C产品内结构件焊接。例如目前大热门的IPHONE 4、MOTO手机、NOKIA手机、Apple笔记本在生产过程中使用了大量激光焊接技术,保障了产品的稳固性和小巧体积。

   与其它传统焊接技术相比,激光焊接的主要优点是: 1、  速度快、深度大、变形小。 2、  能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、  可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。 4、  激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,最高可达10:1。 5、  可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精确定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、  焊缝平整、美观,焊后无需处理或只需简单处理工序 7、  焊缝质量高,无气孔,可减少和优化母材杂质,焊后组织可细化,焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母材金属 8、  可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。尤其是近几年来, 在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 9、  激光束易实现光束按时间与能量分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。       本次主要介绍的激光设备为“光纤传输激光焊接机”,该技术产品目前已经大量应用于3C数码产品内结构件焊接。光纤传输激光焊接机是将高能激光束耦合进入光纤,远距离传输后,通过准直镜准直为平行光,再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。对焊接难以接近的部位,施行柔性传输非接触焊接,具有更大的灵活性。光纤传输激光焊接机激光束可实现时间和能量上的分光,能进行多光束同时加工,为更精密的焊接提供了条件。光纤传输焊接机具有光束质量好,光斑细,安装灵活等优点。        光纤传输焊接机与传统硬光路激光焊接机的优缺点比较:

硬光路

光纤传输焊接机

激光能量在光斑范围内按高斯分布,中心能量最强,焊接时火花大

激光能量在光斑范围内按帽形分布,整个光斑能量分布均匀

焊点不美观,不适宜做高要求的点焊,点焊容易脱焊或焊穿背面

焊点光滑漂亮,适宜做高要求的点焊,点焊稳定性高

在不同的功率段,激光焦点高度会变化

激光焦点位置固定

光路固定,特定的机器已集成特定配置的工作台,体积较小,但灵活性差,不易与客户的自动化生产线集成

激光通过光纤传输到焊接头上,其为柔性连接,易于操作台与主机的远程协作和易与客户的自动化生产线集成。

无能量反馈功能,能量波动性较大

具有能量检测及反馈功能,能量稳定性高

分光比较困难

容易实现能量分光和时间分光,提高加工效率

     这里需要特别提出的是,光纤传输激光焊接机应用于3C数码产品中的一项关键性技术——实时能量负反馈技术。

     能量负反馈技术就是把想要输出的激光能量波形与实际输出的能量波形实时进行比较以确定泵浦灯投入能量大小,进而控制输出能量的方法。通过能量负反馈控制技术,可以将激光输出能量精确控制在3%以内,同时解决了以下几个导致激光输出能量大范围波动的问题:(1)市电的波动影响激光输出能量的波动(2)氙灯每次放电的差异性对激光输出能量的影响(3)氙灯老化导致对激光输出能量的减小(4)水流量的变化、水温的变化等因素导致激光输出能量的波动。       为了维持稳定良好的加工状态,减少产品不良率,就要求激光能量及其波形具有良好的重复性,而能量负反馈控制技术正是解决这一问题的有效手段。目前仅有德国、日本及国内的华工激光具备了实际意义上的能量负反馈技术。       随着激光技术的进一步发展,3C数码行业激光设备应用将会越来越广泛,激光技术将带动该行业的集成化、高精密生产。

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