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三光點DOE

三光點DOE

實踐證明,三光點激光用于激光釺焊能夠有效改善釺焊和鍍鋅的效果,消除傳統激光焊錫/釺焊中的波紋,加工效果非常均勻。三光點DOE是産生三光點激光的有效方法,其相對于光纖激光器,三光點DOE具有光斑形狀尺寸和能量分配均可自由配置的特點,能夠更好地幫助用戶優化激光加工的效果。三光斑DOE也稱作焊錫DOE,激光釺焊DOE,三光點熱鍍鋅DOE,三光點汽車縫焊,填角焊。

所屬品牌: 以色列Holo/Or

應用類型: 高端激光加工

産品型号:YLS-5000-BR

負責人:陳工
聯系電話:13418906712 電子郵箱:chenpeng@welloptics.cn

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産生三光點激光,用于汽車激光焊錫、釺焊、熱鍍鋅


三光點DOE

三光點DOE可以用于激光焊錫、激光釺焊或激光熱鍍鋅,大大改善加工質量。

對于激光釺焊鍍鋅的應用,理想的效果是焊縫平整,邊緣瑞利,釺焊均勻、沒有飛濺物和波紋的效果。而傳統的激光光斑直接焊接的方式難以獲得這種加工效果,傳統的激光釺焊隻有一個光點,單光點釺焊在焊接過程中會持續參數飛濺物,細微飛濺物,起初很難被察覺,但在噴漆後就暴露無疑。接縫本身的質量也出現下降,由于變得更粗糙,常會顯示出所謂的小波紋,如果超量,甚至會超出接縫外觀可接受的标準範圍。

而三光點釺焊的方式能夠明顯減少或消除飛濺物,焊縫的外觀在三光點釺焊中也比單光點釺焊更為美觀,單光點釺焊的焊縫粗糙并帶有小波紋,而三光點釺焊的焊縫則幾乎沒有小波紋,釺焊/鍍鋅效果非常均勻。

 

主流的三光點激光方案:

目前市場上主流的三光點激光方案有:海納光學的三光點DOELaserline公司三光點激光模塊和IPG Photonics公司的三光點光纖激光器。

海納光學的三光點DOE應用面最廣,設計自由度最大。三光點DOE可以針對包括光纖激光器和半導體激光器在内的各種激光器産生三光點激光,同時,三光點激光的形狀和尺寸可以由客戶指定,三光點之間的能量分布也可以自由分配。

Laserline公司的方案是兩個前光點加一個矩形的均勻光斑,具體做法為Scansonic ALO3釺焊光學元件中添加了均質化模塊,配合大功率半導體激光器使用。

IPGYLS-5000-BR的方案是兩個前光點加一個圓形的均勻光斑,通過特殊的光纖設計來實現,配合光纖激光器使用。主光點尺寸為600微米,剝蝕光點尺寸為100微米。操作模式為連續或可調制,主光束标稱輸出功率為4000W,剝蝕光束數量為2,剝蝕光束标稱輸出功率為500W

 

DOE(衍射元件)産生三光點的優勢:

       目前産生三光點的方法主要有三種,1)特殊的3芯光纖,2Scansonic ALO3釺焊光學元件,另一種就是采用衍射光學的方法,也就是海納光學提供的Holoor三光點DOE

       三光點DOE不僅可以輸出和三芯光纖完全相同的光斑分布,實現同樣的加工效果。而且三光點還具有更大的設計自由度,可以根據客戶的需求自由調配三個光斑尺寸和光強分布,除了搭配光纖激光器紫外,還可以配合其他激光器使用。

       如有需求歡迎聯系海納光學技術人員。

 

三光點釺焊技術特點:

l  部件的清潔與焊接一步完成

l  減少手動清潔環節,實現工藝自動化

l  提高工藝可重複性

l  改善焊接強度

l  提高釺焊速度

l  改善焊縫外觀:焊縫邊緣筆直美觀,無飛濺

l  控制釺焊溫度

l  熱影響區最小化

l  降低工藝運行成本

 

應用:

l  電鍍鋅材料的釺焊

l  熱浸鍍鋅材料的釺焊

l  三光點釺焊和焊接

l  汽車車身鋼闆的連接

 

三光點和單光點焊錫/熱鍍鋅的實驗對比:

有實驗室專門進行了三光點和單光點焊錫的對比。基材必須足夠清潔、無氧化,已獲得良好的釺焊效果。因為污染物會阻礙釺料的流動,導緻釺焊部件潤濕不足,影響焊縫的強度及美觀度。

實驗人員設置了3個測試條件,釺焊速度為4.5m/min

1)主光點4.3kW的單光點焊縫

2)主光點3.5kW的單光點焊縫

3)三光點焊縫,主光點3.5kW、剝蝕光點0.85kW

根據實驗結果,可以明顯地觀察到看到4.3kW單光點焊縫粗糙,有明顯的小波紋,3.5kW單光點焊縫同樣有很多小波紋,而三光點焊縫則非常平整,幾乎沒有小波紋。

 

目前市場主流激光釺焊,熱浸鍍鋅鋼闆:

激光釺焊在加工汽車所使用的鍍鋅鋼闆上已經取得了廣泛應用。激光釺焊本身是一種無接觸式工藝:激光束加熱焊料。在流程期間可作為填充焊絲供應焊料,通常是銅或鋅合金。由此将焊料熔化并填充接縫。熔液将兩個工件接合起來。

激光釺焊工藝按溫度可以分為兩種:熔化溫度高于450攝氏度的激光硬釺焊,主要用于汽車工業的熱鍍鋅;熔化溫度低于450攝氏度的激光軟釺焊,主要用于生産電子元器件貼片。

汽車生産商也越來越多地轉向在車身上使用激光釺焊熱浸鍍鋅鋼闆,因其比傳統的電鍍鋅更耐腐蝕,從而帶來技術和經濟上的優勢。但由于新的鋼闆表面特性,激光釺焊靠近接縫處的飛濺物越來越多,一些很難被察覺的細微飛濺物在噴漆後就會暴露出來;另一方面,接縫本身也變得更粗糙,常會顯示出所謂的小波紋,如果超量的話就會超出接縫外觀可接受的标準範圍。

維爾克斯光電提供三光點釺焊技術則能使焊接過程變得平穩,幾乎完全避免了飛濺物和小波紋的産生。

 

三光點光纖激光

針對激光釺焊/熱鍍鋅的應用,IPG Photonics公司特别推出了YLS-5000-BR三光點光纖激光器,其采用三根光纖的方法實現三光點輸出。主要原理是在主光點前方兩側設有兩個面積較小的剝蝕光點,方向與主光點的釺焊方向同向。來自剝蝕光點的局部加熱能夠有效清潔金屬基材,改善釺料的流動,提高焊縫強度、美觀度及工藝可重複性。三光點光纖釺焊工藝能夠取代傳統的非激光釺焊技術,提高加工速度,使工件的熱影響區最小化,減少對人工清潔的依賴。

 

三光斑模塊

這個是Laserline公司主推的技術。三光斑模塊是把一條光束分布成三條光束。一方面,光斑之間的位置可以精确地設置;另一方面,激光功率也可以根據不同的應用需要分配到三個光斑中,包括:(1)能夠在主光斑和前光斑之間調節功率分配,(2)也能夠在前光斑之間調整功率分配。此外,光斑之間的空間也可以進行調整。

 

三光斑模塊概念相比與市場上的三核光纖來說更為方便實用,它可以被集成在追蹤焊縫的旋轉軸後面,并且生成的三光斑可以正确地朝向用作跟蹤傳感器的導線。而如果使用三核光纖,由于會引起工藝不穩定,就得放棄使用旋轉軸。此外,如果已經有一台更老的激光系統,裝備三光斑模塊無疑會是更好的選擇,已經安裝了的模塊也可以輕松更換新的模塊。

 

由于這些優勢特點,三光斑模塊很快就被運用到汽車制造當中,到201610月就已被整合進5種汽車的量産中,更多的訂單也已确認。


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