原创 传感器外壳激光塑料焊接

乐普科(天津)光电有限公司苏州分公司  杨学宝 http://www.laserweld.cn

完美的密封
自动变速箱的一种新型线性选择距离传感器外壳密封，可采用激光塑料焊接实现。这种工艺特点是，循环时间短，过程在线控制，焊缝强度高，无焊接耗材。
几年前，位于德国施派尔的泰科安普公司给自动变速箱开发了一种新型的线性选择距离传感器。这种传感器记录自动变速箱驱动模式的自由行程，位于油箱和档位控制器附近，现场环境恶劣。因此其外壳的焊接是个特别挑战，必须确保其密封性终生可靠。在细致评估了各种焊接方法后，最终选择了激光焊接。
激光塑料焊接的优势在于，工艺循环时间短，在线控制方便，焊接强度高，无需焊料。此外，不像超声或振动焊接，它不发生振动和变形。
根据变速箱环境条件，考虑温度、温度变化、热冲击和苛刻的化学物质等因素，材料选择了GF25％的PA6/6T。下面壳体添加了碳黑以吸收激光，而上面盖子是本色PA6/6T以便激光透过。
补偿生产误差
考虑到功能性和生产边界的条件，依据工艺的要求来合理安排外壳的生产。重点在于循环焊接，它可在焊接过程中调整注塑模具的制造误差，并完成焊接轨迹的监控。通过同步循环焊接，夹具的接触压力、焊接轨迹、焊接时间都可以被测量并用作质量评估手段。
传感器生产商和设备供应商合作，为产品选择了合适的激光焊接系统。电镜扫描激光塑料焊接系统由紧凑型焊接头和单独的控制柜组成。焊接头包括激光器、光路控制等部件，其结构和夹具技术、以及其它部件确保激光安全等级为1级。
由于结构紧凑，可以容易集成到旋转台或生产线中。控制主板包含了控制单元、用户接口和激光器周边器件。
为适应生产需要，选择了八分度旋转台带1只机械装配手的焊接系统。工件的拾取靠气动机械手，根据质量控制系统分类，它利用弯钩来匹配工件。若需要，也可升级为全自动上下料处理系统。
同时值得提到的是友好的人机界面，生产时操作简单快速。可编程软件ProSeT更是提供了生产的灵活性，设备供应商开发的这套软件可快速编辑焊接轨迹、速度、激光功率等参数。借助焊接轨迹管理模块和夹具快速转换系统，传感器生产商利用此系统可进行多种应用焊接。
新开发的诊断模块第一次应用在此焊接设备来探测透光工件的表面烧伤。表面烧伤是由工件上/内杂物导致，可引起焊接失败和留下疤痕。
在连续生产中，对激光焊接设备的经验和对焊接工艺的经验同样重要。工艺的稳定性，保证材料和焊缝变化时仍然高产量；设备的实用性，源于实际免维护二极管激光源和可靠的机械、电气部件。

图1
自动变速箱线性选择距离传感器，其外壳的密封可使用激光塑料焊接

图2
电镜扫描激光焊接系统由紧凑型焊接头和单独的控制柜组成，可以集成到旋转定位台上或生产线中