SPI產品的高產量激光焊接應用

來源:激光制造網    關鍵詞:光纖激光器, SPI,    發布時間:2019-01-23

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光纖激光器現已發展成為極其可靠和穩定的工業工具。這些激光器具有獨特的功能,可以改進各種工業和制造工藝。


本應用指南特別關注電子行業(鋰離子手機電池)和醫療市場(起搏器和焊接植入設備)中的薄金屬部件的大批量焊接。這與我們關于焊接主題的其他應用筆記之間的關鍵區別在于體積。該筆記重現了具有數百萬件零件吞吐量的用戶的真實生活體驗,其中減少1%廢料的工藝改進每年可節省超過100,000,000美元甚至更多。


介紹

起始位置被視為現有的激光用戶,其部署大量基于YAG的閃光燈或DPSS焊接系統,用于通常厚度小于1mm且通常更薄的零件。材料可以是不銹鋼,鋁或鍍鎳鋼。

部署的YAG激光系統(通常小于400W 連續功率)將受到桿激光器的標準(基于物理的)限制,這可能導致CW輸出功率,焦點和光束質量的基于時間的波動。激光性能的這種基于時間的參數變化當然會引起基于時間的焊接性能差異。焊縫焊接和批次間的焊縫強度變化不利于大批量自動化生產。最小化這種基于時間的波動成為專業激光維護人員的工作。


在許多行業中,激光被視為最后的工具,因為將激光工藝保持在緊密的Cpk值所需的持續維護在備件中成本高昂,并且需要定期將工藝脫機。除此之外,目前大多數大批量生產都在亞洲進行,專業的激光支持技術比在美國或歐洲更為罕見,可以看出,大批量激光焊接往往是在尋找許多解決方案的問題。公司。


激光焊接

薄金屬部件中的點焊或縫焊對激光輸出功率穩定性很敏感,因為變化會改變焊縫熔深(縫焊)或導致沖孔或焊縫飛濺(點焊)。

非常薄的部件,例如在磁盤驅動器或醫療設備部件上發現的焊接,特別容易發生這種工藝變化。


光纖激光器內部

雖然YAG激光器通常是由閃光燈泵浦并使用反射鏡和準直光學器件的摻雜玻璃棒,但光纖激光器是在摻雜光纖的低于20um的核心內產生的。不需要鏡子,因為稱為布拉格光柵的基于光纖的裝置用于產生激光腔的鏡子。整個光纖激光腔由玻璃纖維組件制成,拼接成一個整體結構,無需調整或定期維護。


為海底電信網絡(MTTF速率超過400,000小時)創建的多個(用于冗余)單發射二極管用于泵浦摻雜光纖。因此實際上整個系統被創建并保持在單模光纖內,直到傳送準直器。這確保了不需要對準,熱透鏡或光學器件的校準(因為沒有玻璃光學器件)。


當然,證據就在于應用:我們的激光器擁有24小時/7天,365天運行的大批量制造客戶,他們測量的激光停機時間低于1%,包括開啟和預熱(光纖激光器提供即時開啟和無預熱)。


光纖激光器的工藝優勢

這種系統的優點如下:

  • 單模光纖僅承載TEM00輸出,M2為1.1或更小
  • 輸出功率在很寬的環境溫度范圍內高度穩定,為+/- 0.5%
  • 激光通過小型BDO(光束傳輸光學元件)提供光纖傳輸,輸出5mm準直激光束到焊接頭的聚焦光學系統
  • 泵送方案無需維護,可延長正常運行時間并消除耗材成本
  • 缺少熱透鏡可確保激光器不會偏離校準或隨時間變化輸出功率
  • 光學部件的缺乏確保了不隨時間或振動的對準漂移
在CW模式下使用光纖激光器進行鋁焊接。 在脈沖模式下使用光纖激光器進行鋁焊接。

在CW模式下使用光纖激光器進行鋁焊接。在脈沖模式下使用光纖激光器進行鋁焊接。


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