隨著 3C數碼行業的發展,3C數碼產品朝著高集成化、高精密化方向高速發展,其產品內構件越來越小巧、精密、電子集成度高,內結構件對于的外觀、形變、拉拔力提出了更高的焊接要求。而激光產品由于其高能量、高精度、高方向性的特性,越來越多的應用于3C產品內結構件焊接。例如目前大熱門的IPHONE 4、MOTO手機、NOKIA手機、Apple筆記本在生產過程中使用了大量激光焊接技術,保障了產品的穩固性和小巧體積。

與其它傳統焊接技術相比,激光焊接的主要優點是:

1、速度快、深度大、變形小。

2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,并能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。

3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,并能對異性材料施焊,效果良好。

4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達 5:1,最高可達10:1。

5、可進行微型焊接。激光束經聚焦后可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用于大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。

6、焊縫平整、美觀,焊后無需處理或只需簡單處理工序

7、焊縫質量高,無氣孔,可減少和優化母材雜質,焊后組織可細化,焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母材金屬

8、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在 YAG激光加工技術中采用了光纖傳輸技術,使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣和應用。

9、激光束易實現光束按時間與能量分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。

本次主要介紹的激光設備為“光纖傳輸激光焊接機”,該技術產品目前已經大量應用于 3C數碼產品內結構件焊接。光纖傳輸激光焊接機是將高能激光束耦合進入光纖,遠距離傳輸后,通過準直鏡準直為平行光,再聚焦于工件上實施焊接的一種激光焊接設備。對焊接難以接近的部位,施行柔性傳輸非接觸焊接,具有更大的靈活性。光纖傳輸激光焊接機激光束可實現時間和能量上的分光,能進行多光束同時加工,為更精密的焊接提供了條件。光纖傳輸焊接機具有光束質量好,光斑細,安裝靈活等優點。

光纖傳輸焊接機與傳統硬光路激光焊接機的優缺點比較

硬光路

 

光纖傳輸焊接機

 

激光能量在光斑范圍內按高斯分布,中心能量最強,焊接時火花大

激光能量在光斑范圍內按帽形分布,整個光斑能量分布均勻

焊點不美觀,不適宜做高要求的點焊,點焊容易脫焊或焊穿背面

焊點光滑漂亮,適宜做高要求的點焊,點焊穩定性高

在不同的功率段,激光焦點高度會變化

 激光焦點位置固定

光路固定,特定的機器已集成特定配置的工作臺,體積較小,但靈活性差,不易與客戶的自動化生產線集成

 激光通過光纖傳輸到焊接頭上,其為柔性連接,易于操作臺與主機的遠程協作和易與客戶的自動化生產線集成。

無能量反饋功能,能量波動性較大

 具有能量檢測及反饋功能,能量穩定性

分光比較困難

容易實現能量分光和時間分光,提高加工效率

這里需要特別提出的是,光纖傳輸激光焊接機應用于 3C數碼產品中的一項關鍵性技術——實時能量負反饋技術。

能量負反饋技術就是把想要輸出的激光能量波形與實際輸出的能量波形實時進行比較以確定泵浦燈投入能量大小,進而控制輸出能量的方法。通過能量負反饋控制技術,可以將激光輸出能量精確控制在 3%以內,同時解決了以下幾個導致激光輸出能量大范圍波動的問題:

1)市電的波動影響激光輸出能量的波動

2)氙燈每次放電的差異性對激光輸出能量的影響

3)氙燈老化導致對激光輸出能量的減小

4)水流量的變化、水溫的變化等因素導致激光輸出能量的波動。

為了維持穩定良好的加工狀態,減少產品不良率,就要求激光能量及其波形具有良好的重復性,而能量負反饋控制技術正是解決這一問題的有效手段。目前僅有德國、日本及國內的華工激光具備了實際意義上的能量負反饋技術。

隨著激光技術的進一步發展, 3C數碼行業激光設備應用將會越來越廣泛,激光技術將帶動該行業的集成化、高精密生產。

此次 2011在上海上海新國際博覽中心舉辦的埃森焊接與切割展覽會,華工激光將攜此設備隆重亮相。2011年6月2-5日,歡迎您蒞臨我們的展臺:E4-672

 

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