隨著3C數(shù)碼行業(yè)的發(fā)展,3C數(shù)碼產(chǎn)品朝著高集成化、高精密化方向高速發(fā)展,其產(chǎn)品內(nèi)構(gòu)件越來越小巧、精密、電子集成度高,內(nèi)結(jié)構(gòu)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(chǎn)品由于其高能量、高精度、高方向性的特性,越來越多的應(yīng)用于3C產(chǎn)品內(nèi)結(jié)構(gòu)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(chǎn)過程中使用了大量激光焊接技術(shù),保障了產(chǎn)品的穩(wěn)固性和小巧體積。
本次主要介紹的激光設(shè)備為“光纖傳輸激光焊接機”,該技術(shù)產(chǎn)品目前已經(jīng)大量應(yīng)用于3C數(shù)碼產(chǎn)品內(nèi)結(jié)構(gòu)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(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直為平行光,再聚焦于工件上實施焊接的一種激光焊接設(shè)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(xiàn)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(zhì)量好,光斑細(xì),安裝靈活等優(yōu)點。
光纖傳輸焊接機與傳統(tǒng)硬光路激光焊接機的優(yōu)缺點比較
硬光路 |
光纖傳輸焊接機 |
激光能量在光斑范圍內(nèi)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(nèi)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(wěn)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(chǎn)線集成 |
激光通過光纖傳輸?shù)胶附宇^上,其為柔性連接,易于操作臺與主機的遠程協(xié)作和易與客戶的自動化生產(chǎn)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(wěn)定性高 |
分光比較困難 |
容易實現(xiàn)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(yīng)用于3C數(shù)碼產(chǎn)品中的一項關(guān)鍵性技術(shù)——實時能量負(fù)反饋技術(shù)。
能量負(fù)反饋技術(shù)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(fù)反饋控制技術(shù),可以將激光輸出能量精確控制在3%以內(nèi),同時解決了以下幾個導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)致激光輸出能量的波動。
為了維持穩(wěn)定良好的加工狀態(tài),減少產(chǎn)品不良率,就要求激光能量及其波形具有良好的重復(fù)性,而能量負(fù)反饋控制技術(shù)正是解決這一問題的有效手段。目前僅有德國、日本及國內(nèi)的華工激光具備了實際意義上的能量負(fù)反饋技術(shù)。
隨著激光技術(shù)的進一步發(fā)展,3C數(shù)碼行業(yè)激光設(shè)備應(yīng)用將會越來越廣泛,激光技術(shù)將帶動該行業(yè)的集成化、高精密生產(chǎn)。
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