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液壓缸對塑料激光加工應用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確的放置并且調零，所以若使用振動焊接技術在兩個不同的塑料元件之間進行焊接是不現(xiàn)實的。此外，因為使用的電位計和踏板用了兩種不同級別的玻璃填充尼龍，它們的熔點不同，所以也無法使用熱技術或者超聲焊接技術來連接這兩個元件。Warwick Laser Systems公司的開發(fā)中心在成功的進行多次實驗后，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的機械手上，無需任何專門工具。對該部件采用機械手操作的好處在于實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活性。由于要求焊接在元件的兩邊進行，在這種情況下，機械手是最高效的選擇。有重復的元件的話就需要使用夾具，并且對程序進行改動。機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了若干個數(shù)的零件后進行一次測量。在這個工作單元內建立材料測試平臺的計劃正在進行中，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，機械手以及安全費用都已經核算過了。這樣，只需考慮固定夾具和機械手程序了。
這項技術的另一個應用例子是為英國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。事實上，外殼是圓環(huán)筒形的，因此它需要從外邊緣和內邊緣進行對接焊接（圖3） 。在焊接以前，殼內的過濾介質被壓縮在箱體中，由于阻尼效應，無法使用振動焊接技術。外殼最小的爆裂壓強是12巴，安全工作壓強是6巴。雖然已經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被認為是焊接強度的決定性測試，因為這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。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12巴。保持這個壓強幾秒鐘，有任何壓強的下降則可能表明產生裂縫。然后繼續(xù)加壓直至過濾器最終破裂。破裂壓強的標準值>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的生產機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，用來進行從內和從外的焊接，每個平臺都有用于取放的機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正迅速變成傳統(tǒng)技術的可行的替代方案。它的優(yōu)勢十分符合汽車工業(yè)的需要，在某些膠合應用上，這種技術經常是唯一的選擇。