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液壓缸對塑料激光加工應(yīng)用3
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要將傳感器整合在踏板里最重要的是將“電位計”精確焊接在正確位置。由于電位計需要被準(zhǔn)確的放置并且調(diào)零，所以若使用振動焊接技術(shù)在兩個不同的塑料元件之間進(jìn)行焊接是不現(xiàn)實(shí)的。此外，因?yàn)槭褂玫碾娢挥嫼吞ぐ逵昧藘煞N不同級別的玻璃填充尼龍，它們的熔點(diǎn)不同，所以也無法使用熱技術(shù)或者超聲焊接技術(shù)來連接這兩個元件。Warwick Laser Systems公司的開發(fā)中心在成功的進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后，將二極管激光傳輸焊接系統(tǒng)直接合并到Birkby公司特意建立的自動組裝，焊接和測試生產(chǎn)線，來焊接電控節(jié)氣門踏板組件中的兩個玻璃填充尼龍元件。該系統(tǒng)產(chǎn)生3mm寬的接縫并將電位計密封在踏板里。
在這種情況下，激光器被安裝在德國Kuka的機(jī)械手上，無需任何專門工具。對該部件采用機(jī)械手操作的好處在于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活性。由于要求焊接在元件的兩邊進(jìn)行，在這種情況下，機(jī)械手是最高效的選擇。有重復(fù)的元件的話就需要使用夾具，并且對程序進(jìn)行改動。機(jī)械手的程序可被存儲起來，從而減少了停工時間。激光器的輸出功率可以利用功率計定期監(jiān)視。由于機(jī)械手的工作區(qū)域很大，因此可以將功率計安裝于任何方便的地方。用一個簡單的程序便可以在生產(chǎn)了若干個數(shù)的零件后進(jìn)行一次測量。在這個工作單元內(nèi)建立材料測試平臺的計劃正在進(jìn)行中，該平臺可以安置在工作區(qū)外90° 到 180°之間的任何區(qū)域。優(yōu)勢在于，激光器，機(jī)械手以及安全費(fèi)用都已經(jīng)核算過了。這樣，只需考慮固定夾具和機(jī)械手程序了。
這項(xiàng)技術(shù)的另一個應(yīng)用例子是為英國Pall Automotive Division公司（樸次茅斯）焊接永久密封的燃料過濾器外殼。該外殼使用的材料是乙酰樹脂，壁厚2mm。事實(shí)上，外殼是圓環(huán)筒形的，因此它需要從外邊緣和內(nèi)邊緣進(jìn)行對接焊接（圖3） 。在焊接以前，殼內(nèi)的過濾介質(zhì)被壓縮在箱體中，由于阻尼效應(yīng)，無法使用振動焊接技術(shù)。外殼最小的爆裂壓強(qiáng)是12巴，安全工作壓強(qiáng)是6巴。雖然已經(jīng)成功的通過了汽車工業(yè)測試規(guī)范，但是過濾器的爆裂壓強(qiáng)被認(rèn)為是焊接強(qiáng)度的決定性測試，因?yàn)檫@是焊縫最終損壞的模式。使用一個手動的液壓缸用來給過濾器加壓，壓力傳感器用來測壓強(qiáng)。過濾器被裝滿了油，而且被密封。不停的給液壓缸加壓直到過濾器的工作壓強(qiáng)12巴。保持這個壓強(qiáng)幾秒鐘，有任何壓強(qiáng)的下降則可能表明產(chǎn)生裂縫。然后繼續(xù)加壓直至過濾器最終破裂。破裂壓強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)值>30巴。注意到材料是在與焊縫成~60°的地方發(fā)生破裂，而不是沿著焊縫。
在Pall的生產(chǎn)機(jī)器中包括有兩個固定平臺，各自都有一臺250W的二極管激光器，用來進(jìn)行從內(nèi)和從外的焊接，每個平臺都有用于取放的機(jī)械手來安裝和傳送過濾器，此外還有一個在線壓力測量站。作為用來膠合和焊接塑料的手段，高功率二極管激光傳輸焊接技術(shù)正迅速變成傳統(tǒng)技術(shù)的可行的替代方案。它的優(yōu)勢十分符合汽車工業(yè)的需要，在某些膠合應(yīng)用上，這種技術(shù)經(jīng)常是唯一的選擇。