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NEWS INFORMATION對于已經充分利用對于已經充分利用激光焊接優勢,具有前瞻性的制造商而言,下一步的問題是如何進一步提高產量,在競爭中保持領先。智能制造工業流程的優化需要高質量完成在線數據收集工作。為實現決策的自動化和去中心化,作為激光焊接工藝的“眼睛和耳朵”,這一技術的需求正不斷增加。在電動汽車行業呈爆炸性增長的背景下,這一需求尤為明顯。傳統電動汽車焊接工藝涉及多項挑戰:有色金屬合金、混合材料以及每個接頭嚴格的機械和電氣性能要求。此外,由于每個成品組件需要大量單個焊縫,因此僅可容許留出很小的誤差余量。嚴格的焊接要求,以及破壞性測試時,拆卸電氣組件需要耗費的巨大成本和難度,如果制造商在第一次嘗試時就可以生產高質量的合格產品,將優勢顯著。
智能制造不同于傳統開發和部署流程的開環特性,即通過設計可靠的流程,認真控制生產線上的所有輸入參數,來達到盡可能接近正確的操作條件,智能制造依靠實時收集和共享信息的技術,該項技術可持續提供每個子系統的狀態反饋,最終提高傳輸效率。
當激光焊接出現結果不一致的情況時,測量裝置可在生產過程中不斷測量并報告工藝條件,進而實現快速干預,甚至自動修復。這種方法的優勢包括可以提高產量,減少對后續質量檢驗環節的依賴(及隨之產生的費用和滯后性),提高對成品的信心。
生產過程實時監測雖然激光焊接技術已迅速被工業領域所接受,但能實現在線決策的智能傳感技術仍然落后。多年來,市場上已出現多種可應用于激光焊接的監測技術。其中一種較為常見的方法是利用光電二極管傳感器測量激光焊接過程中產生的釋放物(包括來自熱金屬的黑體,來自焊接激光的反射光,以及在某些情況下產生的等離子體),以此分析來表征熔池和匙孔的穩定性。此外還有一些通過增加多種預處理傳感器(線性掃描儀,基于CCD技術的焊縫跟蹤,使用在送絲焊接的觸覺傳感器)和后期診斷分析(線性掃描儀,表面檢測相機,電磁聲換能器),確認材料可以正確送入焊接區域,焊接成品結果一致。但這些技術通常會遇到一些常見的局限性。其中一些技術僅可監控焊接過程,但無法進行測量,這也就意味著僅可將此類技術應用于一致性檢查。也就是說,監控系統可以告知用戶某一焊接與用戶提供的標準樣品不一致,但無法提示差異的具體情況及原因等有效信息。
此外,大多數傳感技術僅能對焊接過程中某單一指標進行監控。而通常在整個焊接過程中需要采樣多項參數分析確保監測準確性。在這種需求背景下,焊接工站內需要增加多種裝置進行眾多不同數據的監測,進而產生更多的成本,并且多個系統并行運行,復雜性更高。更為重要的是,上述所有技術均無法提供材料表面下方熔池和匙孔形狀的具體信息。在大多數情況下,材料內部的幾何形態最終決定了焊縫的使用性能,以及焊接材料的強度(對某些具體應用而言)和導電性。
尋找問題的根源,作為傳感器領域一項新興技術,內聯焊接監測解決了長久以來在激光焊接實時數據采集方面一直存在的多項挑戰。這一新興技術采用低功率紅外光束,通過與焊接激光同軸的光路進行精準的距離測量。該技術可允許在焊接的過程中完成測量,測量光束可查看匙孔底部,直接測量熔深,這也是新一代焊接測量技術的一個重要特征。測量結果可在幾毫秒內提供與金相測試結果幾乎相同的整個焊縫的大量信息,且無需損壞樣品本身。多功能性是這一技術的另一個關鍵性優勢。測量光束既可先于激光光束測量,獲取焊前信息。又可在焊接完成后測量,確認成品焊縫的表面質量。甚至可以通過掃描,生成樣品的3D圖像,具有前所未有的簡便性和精確性。