目前,醫學診斷產(chan) 品持續向小型化方向發展,這就要求焊接技術能夠在最小的空間同時集成數種功能器件。采用其他方法焊接毛細微流結構十分困難,或者根本就不可能,而現在,即使當今廉價(jia) 的電鏡掃描激光係統都可以焊接這種產(chan) 品。以前,人們(men) 會(hui) 選擇容易聚焦的Nd:YAG激光器,但該技術成本非常昂貴,且技術不夠靈活。相比之下,光纖激光或光纖耦合二極管激光焊接技術不僅(jin) 能夠滿足0.1mm的焊縫寬度,且不受焊縫形狀和腔室大小的限製。
從(cong) 經濟性角度看,二極管激光和工藝技術的創新可確保激光焊接的有效穩定,而且激光器成本的下降也意味著投資成本的降低。更重要的是,通過不斷延長維護間隔和設備的使用壽命,進一步提高了機器的工作時間。
複合焊接方法,彌補了輪廓焊接的許多不足,在焊接三維大件產(chan) 品時具有極大的優(you) 勢。該方法利用可彎曲的柔性機械手來引導激光,而夾具所需壓力來自焊接頭。采用的滾輪可產(chan) 生很大的壓力而不會(hui) 使工件產(chan) 生壓痕,而且它對汙垢不敏感。更重要的是,該技術將激光和具有較寬光譜的氯素燈一起使用,氯素燈直接對上麵的工件進行加熱,同時吸收從(cong) 下麵工件傳(chuan) 來的熱量,形成對工件的整體(ti) 加熱,這樣相對於(yu) 常規的焊接方法,工件焊接麵的熱傳(chuan) 遞更均勻,而且降低了上麵工件的硬度,若存在間隙誤差,也可較早得到處理,進而保證更高更穩定的焊接質量,並同時縮短了焊接時間。由於(yu) 增添了氯素燈,有效降低了所需激光的功率,相應降低了成本費用。另外,應用複合焊接時,工件的內(nei) 在殘餘(yu) 應力很小,後續的回火處理可大大簡化甚至不再必要,這對於(yu) 非結晶熱塑材料具有極大的好處。六種激光複合焊接技術特點應用
如果減小光纖內(nei) 徑,在實現高速焊接的同時,電鏡掃描激光係統也可焊接較小的焊縫或較大的焊接麵積。為(wei) 了適應器件尺寸的變化趨勢,LPKF公司(樂(le) 普科光電公司)已開發出了適合三維焊接的電鏡掃描焊接係統(如圖3所示),該係統的焦深變化高達80mm,這樣配合使用二極管激光器,可使焊接工件的焊接麵積擴大為(wei) 370mm×370mm,且焊縫寬度小於(yu) 2mm。目前,該技術已應用於(yu) 焊接引擎艙或汽車內(nei) 飾等大型三維汽車部件。
但是,電鏡掃描係統的應用處理存在一定的局限性,像汽車尾燈這樣的複雜三維部件由於(yu) 側(ce) 凹或逆向的光束角會(hui) 阻礙激光的照射,因此必須選擇輪廓焊接方法。而輪廓焊接對工件的要求非常嚴(yan) 格,且焊接周期長,也限製了其在這方麵的應用。
除了器件焊縫方麵的創新,還出現了很多新材料的組合方法,激光焊接技術也不再局限於(yu) 硬/硬材料的組合方式。新的激光焊接材料層出不窮,包括熱塑布料、熱塑彈性體(ti) 以及包裝和醫學導管用的薄片材料等,擴大了激光焊接技術的應用範圍。現在,甚至可以利用激光吸收劑或塗料來實現非結晶塑料的清潔焊接,簡單而又可靠。其他激光源,如CO2激光器的出現為(wei) 激光焊接技術提供了新的契機,因為(wei) 其長波光可被任何透明塑料吸收。
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