熱水器保溫層整體發泡技術

 

　　隨著電熱水器新國標的頒發，電熱水器安全問題將得到徹底解決，節能將成為廠商和消費者的又一關注點。目前，電熱水器節能技術主要體現：

　　保溫層質量的好壞是電熱水器是否節能的關鍵，而保溫層的好壞要看發泡技術、所采用的材料及保溫層厚度。熱水器以往的保溫層采用一般海綿、泡沫塑料，保溫效果很差，目前來說許多廠商都進行了保溫層改良。

　　熱水器的保溫層采用的是一體成型整體發泡技術，采用的材料是聚氨酯，應用高性能的進口灌注機械，采用微電腦控制，把無氟聚氨酯原料混合後，注入熱水器內膽和外殼間的空腔內發泡。發泡成型後，水箱內膽、外殼和端蓋形成一個整體熱水器推薦，從而形成無氟聚氨酯保溫層。目前無氟聚氨酯材料保溫效果最好，但這一技術工藝複雜、用料多、密度高、加工難度大，不是所有廠商都能夠很好的應用。

　　太陽能熱水器因其特殊的結構(較薄的外殼與內膽、複雜的管口形狀)而不便采取模塑成型，而高密度填充又必然會提高成本，目前多采用密度相對較高的自由泡沫填充，這給太陽能熱水器帶來的缺陷有：泡沫層與外殼脫離、泡沫成型時擠壓外殼、內膽導致變形，特別以上缺陷發生在集熱管口時尤為嚴重，造成大量的工藝次品。

　　在廣泛調研分析基礎上，熱水爐在不增加泡沫填充密度的基礎上降低泡沫成型時的收縮率是太陽能熱水器用料的關鍵所在。為此我們配方、選材等多方面著手，研制開發了太陽能熱水器適用的組合料，在部分太陽能熱水器生產線上試用取得了令人滿意的效果：泡沫體與外殼剝離程度輕，內單外殼變形幾率大大降低。

汽車頂蓋雷射激光釺焊技術

 

　　汽車頂蓋雷射激光釺焊技術是最早應用於車身加工的雷射激光工藝，其原理為利用雷射激光將焊絲(一般為銅矽合金)熔化並填充到頂蓋與側圍工件的縫隙中，不但起到連接的作用還可以進行密封。雷射激光源采用YAG連續型雷射激光發生器，最高輸出可達4kW，由於焊絲的熔點相對鋼板要低，所以選擇雷射激光的輸出功率范圍為(1.8～2)kW，在熔化焊絲的同時，雷射焊接機保證頂蓋和側圍不產生熱變形。雷射激光采用柔性的光纜傳輸，可以使雷射激光發生器與焊接工位分開，避免設備受到損傷。根據焊絲直徑的大小，在焊接端利用光學鏡頭改變雷射激光聚焦的光斑大小使之相互匹配，如焊絲直徑為1.0mm，將雷射激光聚焦的光斑直徑調整為1.2mm，使雷射激光最大限度地作用於焊絲上。焊接過程中由機器人帶動自適應式焊接鏡頭，轉動軸帶動伸縮臂在水平方向上轉動，而伸縮臂自身可以在垂直方向移動。

　　由於焊絲具有一定的強度，可以在焊接過程中作為導向指針，整個伸縮臂由焊絲導向運動軌跡，這樣就彌補了理論編程與實際焊縫上的位置偏差。

　　焊接工作站，整個系統采用PLC(可編程邏輯控制器)編程控制，機器人帶動鏡頭移動至焊接起始點，使焊絲切入焊縫，壓縮空氣打開，雷射切割機此時機器人控制器向雷射激光發生器與送絲機發出指令，保證雷射激光發射與送絲同步進行。焊絲被熔化後填入縫隙，經冷卻形成光滑平整的焊縫，焊接速度可達2m/min。焊接過程中使用保護氣體(氬氣或氮氣)，可避免焊縫周邊工件被氧化，使焊縫視覺效果更加美觀。

　　穿透焊的過程與釺焊有所不同，雷射激光在兩層鋼板上進行穿透焊接，無焊絲填充，機器人帶動鏡頭按照預先編定的軌跡直接焊接，無需導向裝置。穿透焊采用雷射激光功率為4kW，遠高於釺焊。因為焊接中需要熔化工件，所以在焊縫的兩端需要設置功率斜坡，即在焊接起始時，功率在30ms內從1kW線性增加至4kW，結束時功率在30ms內從4kW降到1kW。雷射雕刻機這樣做的優點在於避免在起弧和收弧時將鋼板焊穿，形成小洞，從而影響焊接質量。

　　為了防止鏽蝕，大眾汽車的白車身均采用雙面鍍鋅鋼板。由於鋅的沸點(907℃)遠比鋼鐵(2 590℃)的沸點低，因此在焊接時，表面的鋅會首先汽化。如果兩層鋼板貼得非常緊密，汽化後的鋅蒸汽無法排出，冷卻後將存留在焊縫中，這樣會大大降低焊縫的強度，影響焊接質量。因此，焊接前應先將工件沖出高度為0.3～0.5mm的小坑，雷射打標機以保證工件之間有足夠的縫隙排出鋅蒸汽。由於飛濺大，穿透焊的焊縫相對於釺焊更粗糙，但是強度比普通點焊要強得多。

　　如今，雷射激光焊接應用於汽車白車身已經成為一種趨勢，采用雷射激光焊接不僅可以降低車身重量、提高車身的裝配精度，同時還能大大加強車身的強度，在用戶享受舒適的同時，為其提供更高的安全保障。

雷射激光焊接技術何時應用於汽車領域的

 

　　雷射激光焊接中高強度的雷射激光經過特殊的光學透鏡聚焦，彙聚於一點，從而產生高能量密度的光束，並作用於加工工件表面，使金屬在瞬間熔化甚至蒸發，被熔化的金屬在原子層面上進行重新接合，焊接後的強度等同於甚至強於一整塊金屬板的強度雷射切割機，從而達到焊接的目的。

　　工業上的雷射激光焊接多采用發光介質為Nd:YAG(釹釔鋁石榴石)的固體雷射激光發生器，由於其發出的雷射激光波長為1 064nm，金屬(特別是鐵)對它的吸收率接近40%，因而被大范圍的應用。

　　雷射激光焊接的種類

　　應用於車身的雷射激光焊接主要分為兩種方式：一種為熔焊，不需要填充物質，雷射激光直接作用在工件表面上進行焊接;另一種為填充焊，即通常所說的釺焊，主要應用於汽車頂蓋的焊接。

　　根據雷射激光束能量密度的大小，雷射雕刻機熔焊又可分為熱傳導焊和穿透焊。

　　由於雷射激光彙聚於一點時會產生相當高的溫度(與能量密度大小有關)，當溫度達到1 490℃時鋼鐵就會熔化，利用此種熱效應進行焊接的方式為熱傳導焊。其過程為：首先通過雷射激光將工件表面加熱到熔點，金屬熔化後會形成一個半球形的熔池，熔池的半徑和深度慢慢增大，當吸收的雷射激光能量與熔池向四周擴散的熱量達到平衡時，熔池便不再擴大。雷射打標機沿預定軌跡移動雷射激光光束，熔池也隨之移動，熔池前方的金屬不斷熔化，後方的金屬冷卻，從而形成一條焊縫。熱傳導焊的優點體現在焊縫光滑且飛濺少，速度為1～3m/min，焊縫深度與寬度比小於1。綜上特點，此焊接方式多用於平板拼焊。

　　在汽車白車身上，因為焊接鋼板有2～4層，厚度可達4mm，所以對焊縫的深度有更高的要求，此時熱傳導焊無法滿足工藝的要求，我們需要另一種焊接方式——穿透焊。

　　穿透焊具有速度快、熔深更深的特點，它對雷射激光能量密度的要求遠高於熱傳導焊。當雷射激光作用於工件表面時，金屬迅速汽化(在2 590℃鋼鐵就會汽化為蒸汽)，以蒸汽的形式擴散出熔池，並形成一個蒸汽通道，雷射激光在通道內進行多次反射可以使金屬對雷射激光能量的吸收率增加到75%，我們稱之為“小孔效應”，當產生的蒸汽壓力不足以擴散出熔池時，熔池便不再加深，形成一個穩定的焊接狀態。熔池經過的位置，在蒸汽通道周圍形成金屬熔液流動，使上下兩層板熔合在一起，金屬冷卻後，便形成一條高強度焊縫。與熱傳導焊相比，穿透焊的優勢在於其焊接深度更深、速度更快，對於4mm厚的低碳鋼板材，焊接速度可達5m/min;而其缺點在於其將金屬迅速汽化後產生的大量飛濺容易損傷工件及加工設備。

　　區別於熔焊的另一種焊接方式為填充焊，此種方式並不熔化工件本身，而是利用雷射激光的熱效應熔化焊絲，並將其填充到所需焊接的兩個工件之間，其優點在於焊縫美觀，產生的熱變形小，汽車頂蓋的焊接多采用此種方式。下面結合實例來具體說明上述焊接方式。

雷射激光焊接機該怎麼保養?需要注意些什麼?

 

　　1)為了保證激光器一直處於正常的工作狀態，連續工作二周後或停止使用一段時間時，在開機前首先應對YAG棒、介質膜片及鏡頭保護玻璃等光路中的組件進行檢查，確定各光學組件沒有灰塵汙染、黴變等異常現象，如有上述現象應及時進行處理，雷射雕刻機保證各光學組件不會在強激光照射下損壞。(若設備的使用環境比較清潔，上述檢查可以相應延長至一個月甚至更長)

　　2)冷卻水的純度是保證激光輸出效率及激光器聚光腔組件壽命的關鍵，使用中應每周檢查一次內循環水的電導率，保證其電導率30.5MW·cm，每月必須更換一次內循環的去離子水，新注入純水的電導率必須32MW·cm。隨時注意觀察冷卻系統中離子交換柱的顏色變化，一旦發現交換柱中樹脂的顏色變為深褐色甚至黑色，應立即更換樹脂。

　　3)設備操作人員可以經常用黑色像紙檢查激光器輸出光斑，一旦發現光斑不均勻或能量下降等現象，應及時對激光器的諧振腔進行調整，雷射打標機確保激光輸出的光束質量。

　　警告：本產品屬於4類激光設備，直接的強激光照射可以對人體皮膚產生嚴重傷害，特別是將使眼睛致盲，調試操作人員必須具備激光安全防護的常識，工作中必須佩帶針對1.064mm波長的專用激光防護眼鏡。

　　注意：當強激光直接照射到木材等易燃品時會產生明火，調試過程中應在激光輸出的光路上放置一塊吸收性能良好的黑色金屬材料作為光束終止器，雷射焊接機防止引起火災事故。

　　注意：激光器的調整必須由經過專門培訓的人員進行，否則會因激光器失調或調偏造成光路上其它組件的損壞。激光諧振腔的調整步驟如下：1.檢查基准光源

　　紅色的半導體激光是整個光路的基准，必須首先確保其准確性。用一個簡易的高度規檢查紅光是否與光具座導軌頂面平行，並處於光具座兩條導軌間的中心線上，如出現偏差，可以通過6個緊固螺釘進行調整。調整好後注意再檢查一遍所有緊固螺釘是否已經完全擰緊雷射切割機。2.調整輸出鏡(輸出介質膜片)位置

　　調整輸出鏡前，應將裝有YAG棒的聚光腔拿開，以免因光路中YAG棒的折射偏差影響調整的准確性。輸出介質膜片的准確位置應該是使紅光位於其中心位置並能將紅光完全反射回紅光的出射孔，否則應通過膜片架的旋鈕進行仔細調整。注意調整完後應將膜片架調節旋鈕上的鎖緊圈完全鎖緊，確保其位置的穩定性，然後再一次檢查其反射光的位置是否保持在原位。3.檢查YAG棒的安裝位置

　　用透明膠紙分別貼在YAG棒套的兩端，觀察紅光光斑是否在兩個棒套管的正中間位置，如有偏差，應通過調整聚光腔的位置加以修正。然後觀察YAG棒的反射光位置，應與紅光的出射孔重合，否則在兼顧紅光盡可能保持在棒套管中心位置的前提下調整聚光腔的位置，使反射光盡量與出射孔靠攏，至少應保證調整到與出射孔的偏差小於1mm。4.調整全反鏡(全反介質膜片)位置

雷射激光焊接機為汽車行業打造堅固完美車身

 

　　普通的焊接原理其實就是將金屬液化，然後冷卻後溶為一起。汽車的車身是由上下左右四塊鋼板焊接而成的，普通的焊接都是點焊，通過一個一個得焊點把鋼板連接到一起。

　　雷射激光焊接機則是利用雷射激光的高溫，雷射雕刻機將兩塊鋼板內的分子結構打亂，分子重新排列使得兩塊鋼板中的分子溶為一體。所以從物理學上講，雷射激光焊接機焊接是把兩塊鋼板變成了一塊鋼板，因此相比普通焊接來說，擁有更高的強度與硬度。

　　20世紀90年代，汽車品牌把雷射激光焊接工藝應用到了汽車焊接領域，其強度比傳統點焊車身高出很多。如今雷射激光焊接工藝已經普及到了雷射打標機汽車品牌每一款車型，這就使我們的座駕成為了更加堅固的堡壘。今天我們就為您揭開雷射激光焊接工藝的奧秘。

　　什麼是雷射激光焊接技術?

　　雷射激光焊是采用偏光鏡反射雷射激光產生的光束，使其集中在聚焦裝置產生巨大能量的光束。雷射激光束在聚焦點上的直徑為0.3-0.5毫米雷射焊接機，可得到超過106-108瓦/平方厘米的光強，焦點接近工件，工件表面達到熔化結合的物理變化。

　　雷射激光焊接技術有哪些優點?

　　由於雷射激光焊接具有較高功率密度，所以其熱影響區小，加熱速率和冷卻速率高。因此雷射激光焊接較傳統焊接更有以下優勢：

　　1、強度高

　　2、變形小

　　3、精度好

　　4、表面質量好

　　鑒於雷射激光焊接的這些優點，在汽車工業中雷射激光焊接多用於車頂、側圍外板，後蓋等部位的焊接與車門總成的拼焊。雷射激光焊接機的使用最大限度提高了車身強度與碰撞時的安全性，但不僅於此，車輛在行駛時所產生的顛簸、震蕩，都在考驗著車身的韌性和抗疲勞性。如果車身結合精度、強度不夠，輕則車輛使用不久就會發出異響、行駛噪音大，重則可能導致安裝在車輛上的零部件如變速箱、發動機固定架等的挪位，變形或者損壞。事實上，無論多好的路況，多優秀的汽車，都會有一定的使用壽命，但是，雷射激光焊接工藝會將汽車的使用壽命大大延長，同樣、雷射激光焊接技術也讓我們的座駕擁有更可靠的安全性。

　　普通雷射激光焊接工藝主要被用於車頂焊接，可以降噪和適應新的車身結構設計。歐洲各大汽車廠的雷射激光器絕大多數被用於車頂焊接。