与传统在大气压环境下焊接相比,负压焊接的优势在于无焊渣,完美的焊缝质量及使用低功率即可达到相同的熔深,或使用相同的功率达到更好熔深的能力。
激光技术已在不同领域广泛应用,并且适用于多种不同材料。激光技术拥有很长的发展历史,并且在不停拓展在新的领域的应用。
同时,产品开发和生产计划是生产过程中功能实现,质量控制及经济效益的重要因素。由此激发了过程开发者开发出更有效率的过程解决方案。
在自然大气环境下,尤其是使用纤维或磁盘的激光焊接情况下,有两个重要的挑战。特殊的金属蒸汽会生成很多焊渣,这些焊渣会粘附在工件表面。因此这些工件不得不被修复,例如洗刷工艺;并且同时会有焊缝缺陷,如气孔,裂缝或空气附着物等,因此可能导致严重质量缺陷。
若熔深要求在3mm以上,通常在齿轮加工中较常见,此种趋势会导致使用CO2激光。尽管纤维激光比CO2激光有很多优势,例如节能,低维护率,设计紧凑及简单的激光传输,不过针对熔深要求,就有一定的限制性。
负压焊接要明显优于传统固态激光。事实上,无焊渣意味着修复少。细长的平行的焊缝保证了高质量及少变形的激光焊接。同时,操作者通过同样的激光功率可实现更好的熔深;或仅使用50%的功率即可达到相同的熔深。
电子束焊接要求在良好的大约10-4毫巴的真空环境下工作,与电子束焊接不同,负压焊接可在10-100毫巴环境下实现。因此可节省大量的时间及成本以生成真空环境,当前SITEC量产系统中拥有只需1秒的抽空设备。
关于柔性集成负压的工作环境,“洁净焊接由SITEC提供”目前已作为标准解决方案可以在激光设备LS系列(图1)和非标系统中提供。
图示1:SITEC洁净焊接—负压下的激光焊接
原则上,任何的固态激光都可以集成在多种激光源上,LS系列的基本的console平台设计也为自动化的全部的激光过程提供良好的环境。
图示2:SITEC洁净焊接—负压下的激光焊接
产品可用Z轴的高度调节的升降夹具或集成的可转动夹具固定在真空膛室中。
在转动的夹具中,上下料过程可同时进行。两个可滑行的夹具与负压膛室集成仍可作为选项(图2).手动将2个工件同时在夹具上放妥,自下而上,工件到达负压膛室中。自动化过程中,如机器人的操作系统在另一侧开始上料,在负压环境生成后,开始激光焊接过程。
总之,SITEC洁净焊接可作为标准解决方案集成在LS系列中,并具有除焊缝质量之外的优势。整体系统可以在量产中提现特殊的经济性和效率性。
负压焊接尤其适用于中心对称工件的生产,如在动力总成中的零件。无论是通常的焊接材料,铝合金,铜或是较难焊接的材料都可以达到高质量的焊接结果。并且铝合金可实现无气孔焊缝焊接。
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