激光焊接系统

焊接工件/材料

GEFASOFT 为您提供各种类型的激光焊接系统。根据要求的不同,我们针对您的需求为您选择最为适合的系统。

塑料激光焊接

塑料激光焊接首先可分为两种不同的工艺方法——激光对接焊接和激光透射焊接。

在激光对焊中,两种可吸收激光的材料在力的作用下以对接的方式焊接在一起。在这个过程中,激光能量和力传递可能同时或相继发生。如果材料首先被熔融,之后在力的作用下连接在一起,则可称之为转变过程。

由于这一工艺方法对工件设计的限制极大,因此在工业生产中仅处于次要地位。

相对而言,更常用的工艺方法为激光透射焊接,在该方法中,工件由一个透明的连接部分和一个可吸收激光的连接部分组成。此时,通过激光传输的能量穿过透明部分,并在吸收材料中完全耦合。

这种工艺方法又可分为特形焊接、掩模焊接、同步焊接和准同步焊接。

特形焊接

特形焊接以缓慢的速度在焊接轮廓上环绕一次。力传递与激光照射同时同地发生。

由于激光束仅可缓慢移动,因此这一工艺方法可灵活运用,尤其适合焊接几何形状较为复杂的工件。激光器和夹持元件的机械运动使得例如通过机器人作业的成本极为高昂。该方法的另一个严重缺点是,局部受力和能量传送会迫使工件上产生张力。

典型应用为汽车行业中的尾灯焊接。

掩模焊接

掩模焊接通过面状照射或使用一条移动的激光线进行。在这个过程中,焊接几何形状以外的射线将被掩模吸收。通过对焊接区域的均匀加热可以实现较短的工艺流程时间。

其缺点是高能激光源和复杂的冷却会耗费大量能源。此外,该工艺方法的灵活性较低,其原因是无法对能量输入进行局部调适,并且当焊接几何形状发生改变时也必须修改掩模。

同步焊接

同步焊接是以往最为常见的工艺方法。

即工件的焊接轮廓受到多个激光源的同时照射。典型方式是借助大量直抵焊接轮廓上方的光导纤维体进行。

在这一过程中,仍可通过对焊接区域的均匀加热实现极短的工艺流程时间。

这类焊接工具的应用相当复杂且灵活性低,而维护费用等成本较高。

准同步焊接

准同步焊接是最为新式而灵活的焊接方式。这种工艺方法在工业生产中的应用日益增加,在许多行业中逐渐取代了传统的连接技术。

在该过程中,激光束通过一个被称作扫描器或振镜头的转向装置移动。焊接轮廓因此可被快速反复环绕,从而使得焊缝的温度基本相同。

照射准同步进行。

由于所环绕的轮廓完全由软件设定,同时可沿焊接轮廓对激光参数进行局部调整,因此这一工艺方法在应用上极为灵活。

此外,这类系统的采购成本相对较低。

基于以上原因,GEFASOFT 公司优先选用这种工艺方法。

虽然相较于同步焊接和掩模焊接,这一方法的工艺流程时间相应较长,但大多数情况下可通过适宜的工件设计或其他措施减少实际所需的总流程时间。

优势

  • 非接触式能量输入
  • 灵活的焊缝几何形状
  • 优良的自动化和可集成性
  • 焊缝外观优美
  • 焊缝保留材料特性
  • 无物料消耗(如胶粘剂)
  • 无振动

金属焊接

原则上,激光金属焊接可分为热导焊和深熔焊。在进行热导焊时,通过材料熔融形成的焊缝深度最大为 1mm。而较强的激光源可使材料气化并形成金属蒸汽毛细孔,由此产生更深的焊缝(深熔焊)。

这两种工艺方法均可实现具有最高精度的任意几何形状。由于热影响区较小,因此与常规工艺方法相比,材料仅出现轻微变形。在激光金属焊接中,主要使用二极管激光器或光纤激光器。惰性保护气体的输送用于防止焊点氧化。

设备类型

近年来,Gefasoft 从单一专用设备的基础上开发了 3 种标准激光焊接机,这些设备覆盖了焊接任务和一体化的大部分要求。

所有设备类型均可用于塑料焊接和金属焊接!

百叶式

  • 可更换的工具组(由工件固定装置和夹持工具组成)
  • 加工区域可达 450 x 250 mm
  • 自动滑门(防止挤压和辐射)
  • 布局紧凑 (1400 x 940 mm)
  • 所有装置(激光器、冷却器等)均集成在设备中


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转台式

  •  配有两个站点的转台
    • 嵌入/取出站
    • 焊接站
    • (可配备更多站点)
  • 两个工件固定装置,一个夹持工具(可互换)
  • 优化的周期时间 - 加工区域可达 450 x 250 mm
  • 旋转 180°所需时间:1.5s
  • 通过遮光帘和隔板进行防护
  • 布局紧凑 (1500 x 1200 mm)
  • 所有装置(激光器、冷却器等)均集成在设备中

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循环式

  • 完美适用于大批量的小型工件
  • 工件托架通过输送带运送(循环运动)
  • 可配备更多站点(例如激光焊接、光学检测、MES、激光打标等)
  • 工具组可更换
  • 优化的周期时间 - 工件尺寸最大可至 100 x 100 mm
  • 布局紧凑 (1800 x 930 mm)
  • 所有装置(激光器、冷却器等)均集成在设备中


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