Hermetisch abgedichtete Laser-Schweißmaschine aus Titanlegierung
Technische Ausstattungsmerkmale
- Die Maschine integriert eine versiegelte Handschuhbox mit einem Raycus-QCW-Impulsfaserlaser, um Oxidations- und Kaltbruchfehler beim Schweißen von Titanlegierungen zu vermeiden. Die Kammer aus Edelstahl 304 weist eine Leckrate von ≤0,001 Vol.-%/h auf. Ein zirkulierendes Reinigungssystem hält den Gehalt an Wasser und Sauerstoff unter 1 ppm. Durch Füllen mit Stickstoff, Argon oder Helium wird die Luft verdrängt, wodurch porenfreie und oxidationfreie Schweißnähte erzielt werden, die den Dichtheitsprüfungsstandards nach GJB548B-2005 entsprechen.
- Ausgestattet mit einer 5-Achsen-4-Verknüpfungs-CNC-Plattform mit X/Y/Z-Gantry-Achsen und einer schwenkbaren A-Achse von 0–90° für das Schweißen ebener und gekrümmter Bauteile. Die Impulsform und die Anfangs- sowie Endenergie sind programmierbar. Zwei vakuumgestützte Heizübertragungskammern trocknen Werkstücke bis zu 200 °C, um feuchtigkeitsbedingte Schweißfehler zu vermeiden.
- Vollständiger Sicherheitsverriegelungsschutz mit zweilagigem laserfestem Sichtfenster. Die Laserabgabe wird automatisch gesperrt, sobald Kammern oder Handschuhports geöffnet sind. Ein 20-fach koaxiales CCD-Sichtsystem mit rotem Licht zur Positionierung unterstützt die computergestützte Programmierung und die automatische Erzeugung von Schweißpfaden.
- Individuelle Prozessverwaltungssoftware protokolliert sämtliche Schweiß- und Atmosphärendaten zur Rückverfolgbarkeit. Eine integrierte Rauchreinigungseinheit mit HEPA-Filtern (0,3 μm) entfernt Metallstaub und zeichnet sich durch einfache Demontage und Wartung aus.
Hauptausrüstungskonfiguration
- Laser-Generator-Einheit : Raycus-QCW-Impulsfaserlaser, luftgekühltes integriertes Design. Durchschnittsleistung 150 W, Spitzenleistung 1500 W, elektro-optische Effizienz über 30 %. Passendes individuelles Impulsformsteuerungssystem.
- Optische Schweißeinheit : Fokussierender Schweißkopf mit f = 210 mm, integriertes medizinisches koaxiales CCD sowie rote Ausrichtungsbeleuchtung, standardmäßige QBH-Faser-Schnittstelle. Austauschbare Linsen für einstellbare Fleckgröße.
- 5-Achsen-CNC-Bewegungssystem syntec 6-Achsen-Bus-Controller. X/Y-Bewegungsbereich 200 × 200 mm, Z-Bewegungsbereich 150 mm, elektrisch verstellbarer Schwenk-Achse.
- Gedichteter Handschuhkasten-Korpus innenausmaße 1800 × 750 × 900 mm, 3 mm dick, aus Edelstahl 304. Ausgestattet mit vier importierten Butylkautschuk-Handschuhen sowie großem und kleinem Vakuum-Heiz-Transfer-Modul.
- Atmosphärenreinigungs- und Vakuumsystem importierter BASF-Deoxidationsmittel und UOP-Feuchtigkeitsabsorber mit vollautomatischer Regeneration. Edwards-RV12-Vakuumpumpe, Mehrkomponenten-Onlinemessgeräte, Siemens-zweisprachiges SPS-Touchscreen zur zentralen Steuerung.
- Hilfskomponenten s&A-CWUL-05-Kühlgerät, Rauchabsaugsystem, vollständiges antistatisches Modul, optisch-akustisches Störmeldesystem.
Schlüsseltechnische Parameter
| Kategorie | Parameterpunkt | Spezifikation |
|---|---|---|
| Laserparameter | Lasermodell | Raycus-QCW-Impuls-Faserlaser |
| Laserwellenlänge | 1070nm | |
| Durchschnittliche Ausgangsleistung | 150W | |
| Spitzenimpulsleistung | 1500W | |
| Maximale Einzeltonenergie | 15 j | |
| Einstellbarer Pulsdauer | 0,2 bis 50 ms | |
| Einstellbare Impulsfrequenz | 0–300 Hz | |
| Kühlmodus | Zwangsluftkühlung | |
| Kontinuierliche Arbeitszeit | 24H | |
| Parameter des Handschuhkasten-Innenraums | Innenvolumen | 1800 mm (L) × 750 mm (B) × 900 mm (H) |
| Kammerplatte | 3 mm 304-Edelstahl, spiegelblank polierte Innenwand | |
| Kammerleckrate | ≤ 0,001 Vol.-%/h | |
| Betriebsdruck | −10 bis +10 mbar, automatische Druckentlastung oberhalb von 12 mbar | |
| Innere H₂O- und O₂-Konzentration | < 1 PPM | |
| Große Transferkammer | ø 360 × 600 mm, Heizung von Raumtemperatur auf 200 °C | |
| Kleine Transferkammer | φ150×300 mm, manuelles Ventil für Evakuierung und Gasfüllung | |
| Vakuumpumpe | Edwards RV12, Endvakuum 2×10⁻³ mbar | |
| Bedienhandschuhe | 8-Zoll-Butylgummi-Handschuhe ×4, Dicke 0,4 mm | |
| Parameter der Bewegungsplattform | X-/Y-Bewegungsbereich | 200 mm × 200 mm |
| Z-Verfahrweg | 150mm | |
| Schwenkbereich der A-Achse | 0 bis 90° elektrisch einstellbar | |
| Wiederholgenauigkeit einer Achse | ± 0,01MM | |
| Servopositioniergenauigkeit | ±10μm | |
| CCD-Vergrößerung | 20× | |
| Schweißpfadkompatibilität | 3D-Punktschweißen und kontinuierliches Nahtschweißen | |
| Betriebsbedingungen der Maschine | Eingangsnetzteil | drehstrom 380 V, Nennleistung ≥ 5 kW |
| Bodenfläche | 2000 mm × 1200 mm | |
| Luftfeuchtigkeit | < 75 %, keine Kondensation | |
| Werkstattumgebung | Staubfrei, frei von korrosiven sowie brennbaren/explosiven Gasen | |
| Erdungsstandard | Unabhängiger Erdungsdraht, Erdungswiderstand < 3 Ω |
Anwendungsbereich
Diese Maschine ist hauptsächlich für sauerstofffreies hermetisches Schweißen von Titan und Titanlegierungen konzipiert und eignet sich zudem für nickelbasierte Legierungen, Kovar-Legierung, Aluminiumlegierungen der Serien 1–6, Edelstahl und andere leicht oxidierbare Metalle; sie kommt in hochreinen und hochdichten Präzisionsfertigungsszenarien zum Einsatz.
- Medizingeräteindustrie : Hermetische Verpackung von Titanlegierungs-Gehäusen für Herzschrittmacher, implantierbaren Sensoren und präzisen minimalinvasiven metallischen Komponenten;
- Luft- und Raumfahrt-Mikroelektronik : Dichte Titanlegierungs-T/R-Module, Mikrowellen-RF-Komponenten, miniaturisierte luft- und raumfahrttechnische Vakuumleitungen, elektronische Dichtgehäuse für Satelliten;
- Industrie für neue Energien – Lithium-Batterien : Präzise Dichtung von Titanlegierungs-Stromsammlern, Vakuum-Batteriegehäusen und polaren Anschlüssen aus unterschiedlichen Metallen;
- Präzisionsinstrumente für Laboranwendungen : Titanlegierungs-Vakuumkammern, hochpräzise Drucksensoren, spezielle luftdichte Prüfkomponenten;
- Präzisionskomponenten für militärische Anwendungen : Gehäuse aus Titanlegierung mit Dichtung und miniaturisierte druckfeste Schweißverbindungen, die den militärischen Leckdetektionsstandards GJB entsprechen.
Es unterstützt vier gängige Schweißverfahren: Einzelpunkt-Impulsschweißen, umlaufendes kontinuierliches Dichtschweißen, Überlappungs-Vollpenetrationsschweißen und formspezifisches Kurvenschweißen. Es erzeugt minimale Wärmeeinflusszonen. Geschweißte Werkstücke benötigen kein sekundäres Polieren und weisen eine hohe Durchgangsrate bei Fehlererkennungstests auf; geeignet für Laborversuchsfertigung sowie für automatisierte Massenfertigung in Fabriken.
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