资讯丨车灯核心技术——激光同步焊接
国际汽车照明联盟
2021-06-28 10:09
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另外一种激光焊接方式-激光同步焊接,相比轮廓焊接而言,激光同步焊接的效率更高,时间更短。行业内也有一些车灯厂引进了激光同步焊接设备来进行尾灯的焊接生产。因此本篇就继续来累述下同步激光焊接这种方式。


                                            

1、同步焊接的简介


我们先来回顾一下在尾灯的激光焊接实际应用中的三种不同工艺方法。



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相较而言,尾灯领域应用比较广泛的还是前两种方式,第三种扫描焊接,对焊接的轮廓和形状有着更严格的要求,比较适合于焊接轮廓比较平整,尺寸比较小的尾灯,或者对车灯零件的局部区域进行焊接,例如前灯里的led模组,透明的led透镜可以用激光扫描焊接的方式焊接在模组壳体上,这样可以避免打螺钉或者卡扣等传统的方案。由于现在尾灯的设计趋势是造型越来越复杂,形状越来越立体,平整的尾灯已经不再常见。因此扫描焊接在尾灯领域的应用范围现在主要集中在led模组上。

                                        

2、激光同步焊接的原理


我们再来看看激光同步焊接的原理(参考网络视频)。




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使用激光光源来焊接尾灯的好处是显而易见的。激光光源的光束是高准直和可控的光源,相对振动摩擦焊接和热板焊接方式来说焊接效率更高,而且产生的热损耗更少。激光光源的波长为近红外光NIR,波长在810nm-1064nm之间。从上图可以看出,这个波段的激光对各种透明塑料(PMMA,PC,PS..)的穿透率一般都在85%以上,因此损失的能量较小。


由于同步焊接要用到大量激光光源,因此一个行之有效的方案是将激光光源进行模块化设计。每个模块内放置一定数量的激光光源二极管。每个激光光源都有独立的功率和光强控制,可以进行任意调节。这样的模块化设计的好处是多样的:




从每个激光标准模块里出来的光首先会通过一个光学聚焦透镜,传输到光纤束里来进行激光的传导。光纤束的输入端配带有标准的圆形套圈接口,方便于和焊接夹具的连接,同时方便焊接夹具的设计和制造。



一个光纤束里分布了大量的如头发丝粗细的光纤纤维,光纤是传播激光最好的介质,激光可以在光纤内壁进行全反射而几乎没有能量的损耗,从而很好的保证激光的准直性。一个通常大小的尾灯翼灯预计需要40个激光光源左右,光纤纤维安装在焊接夹具上,焊接夹具不但保证光纤纤维的定位同时也为焊接提供一定的焊接压力,从而保证均匀的加热和熔化整个焊接平面。


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为了保证均匀的焊接效果,需要激光能量尽可能的均匀分布在焊接轮廓上,在激光模块和光纤束之间设计成一个随机化的分布方式。由于光纤纤维是柔软灵活的,光纤纤维可以布置到任何焊接的角落,因此即便是拥有非常复杂几何形状的夹具,也能够很容易制造加工。因此同步焊接方式对车灯形状的限制是最小的。同时,由于光纤的能量损耗较小,在不使用辅助光学元件的情况下可以提供均匀的输出,能将功耗损失保持在最低限度。


光纤纤维通过光纤末端的导光设计,可以覆盖2mm左右的焊接范围,因此可以通过计算整个尾灯轮廓的周长和光纤纤维照射范围的比值,来计算出需要的焊接激光光源数量。

 

3、激光焊接方式的对比


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通过各种焊接方式的对比,可以很清晰的看出不同激光焊接方式的优缺点:



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车灯激光焊接作为一种新兴的快速发展的焊接技术,已经带来了一些巨大的优势,每种焊接方式都有自己的细微差别,可以说没有一种激光焊接方式每个方面都比另一种好,每种方式都有各自的优点和缺点。确定选择哪种焊接方法理论上不是一个困难的过程,工厂需要考虑的是车厂客户的要求,以及每个工厂的优先事项(周期时间、资本投资、灵活性)和车灯几何形状等,根据情况择优选择。说了这么多,若是有何进一步想法请留言同我们联系哦。

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