Macchina per saldatura laser a tenuta ermetica in lega di titanio
Caratteristiche tecniche dell’attrezzatura
- La macchina integra una camera a guanti sigillata con laser a fibra pulsato Raycus QCW, finalizzata all’eliminazione dei difetti di ossidazione e di fessurazione a freddo durante la saldatura di leghe di titanio. La camera in acciaio inossidabile 304 presenta una velocità di perdita ≤0,001 vol%/h. Un sistema di purificazione a circolazione mantiene il contenuto di acqua e ossigeno al di sotto di 1 ppm. Riempita con azoto, argon o elio per isolare l’aria, garantisce saldature prive di porosità e ossidazione, conformi allo standard GJB548B-2005 per il rilevamento di perdite.
- Dotata di una piattaforma CNC a 5 assi con 4 assi collegati, dotata di assi gantry X/Y/Z e di un asse A oscillante da 0 a 90° per la saldatura su superfici piane e curve. La forma d’onda del segnale pulsato e l’energia di inizio/fine sono programmabili. Due camere di trasferimento sottovuoto con riscaldamento consentono di essiccare i pezzi fino a 200 °C per eliminare i difetti di saldatura causati dall’umidità.
- Protezione completa con interblocco di sicurezza e finestra di visione a doppio strato resistente al laser. L'emissione del laser si blocca automaticamente se le camere o i portelli per guanti non sono chiusi. Un sistema di visione CCD coassiale 20× con posizionamento a luce rossa supporta l'insegnamento tramite computer e la generazione automatica del percorso di saldatura.
- Il software personalizzato per la gestione dei processi registra integralmente i dati relativi alla saldatura e all'atmosfera, garantendo la tracciabilità. Un'unità integrata di purificazione dei fumi dotata di filtri HEPA da 0,3 μm elimina le polveri metalliche ed è progettata per una facile smontabilità e manutenzione.
Configurazione principale degli impianti
- Unità generatore laser : Laser a fibra pulsato QCW Raycus, progettato con raffreddamento ad aria e struttura integrata. Potenza media 150 W, potenza di picco 1500 W, efficienza elettro-ottica superiore al 30 %. Sistema di controllo personalizzato della forma d'onda del segnale pulsato abbinato.
- Unità ottica di saldatura : Testa di saldatura con messa a fuoco F=210 mm, dotata di CCD coassiale di qualità medica e allineamento a luce rossa, interfaccia standard QBH per fibra. Obiettivi sostituibili per regolare la dimensione del punto focale.
- sistema di movimento CNC a 5 assi : Controller bus a 6 assi Syntec. Corsa X/Y 200×200 mm, corsa Z 150 mm, asse A oscillante regolabile elettricamente. Dispositivi di fissaggio a rapida sostituzione con funzione meccanica di prevenzione degli errori.
- Corpo della scatola a guanti stagna : Dimensioni della cavità interna 1800×750×900 mm, acciaio inossidabile 304 spessore 3 mm. Dotato di 4 guanti in gomma butil importati, più camere di trasferimento sottovuoto e riscaldamento di grandi e piccole dimensioni.
- Sistema di purificazione dell’atmosfera e sistema a vuoto : Deossidante BASF importato e assorbente per acqua UOP con rigenerazione completamente automatica. Pompa a vuoto Edwards RV12, analizzatori online multicomponente, PLC Siemens con touchscreen bilingue per controllo centralizzato.
- Componenti ausiliari : Refrigeratore S&A CWUL-05, sistema di estrazione fumi, modulo antistatico completo, dispositivo di allarme acustico e visivo per guasti.
Parametri tecnici chiave
| Categoria | Voce del parametro | Specifiche |
|---|---|---|
| Parametri del laser | Modello laser | Laser a fibra pulsato QCW Raycus |
| Lunghezza d'onda del laser | 1070nm | |
| Potenza media di uscita | 150W | |
| Potenza di impulso picco | 1500W | |
| Energia massima di impulso singolo | 15j | |
| Larghezza d'impulso regolabile | 0,2–50 ms | |
| Frequenza d’impulso regolabile | 0~300Hz | |
| Modalità di raffreddamento | Rifrescamento forzato | |
| Tempo di lavoro continuo | 24H | |
| Parametri della camera della scatola a guanti | Dimensioni della cavità interna | 1800 mm (L) × 750 mm (L) × 900 mm (H) |
| Piastra della camera | acciaio inossidabile 304 da 3 mm, parete interna lucidata a specchio | |
| Tasso di perdita della camera | ≤ 0,001 vol% / h | |
| Pressione di funzionamento | -10 ÷ +10 mbar, sfiato automatico della pressione oltre i 12 mbar | |
| Contenuto interno di H₂O e O₂ | < 1 ppm | |
| Camera di trasferimento grande | φ 360 × 600 mm, riscaldamento da temperatura ambiente fino a 200 ℃ | |
| Piccola camera di trasferimento | φ150×300 mm, valvola manuale per evacuazione e riempimento con gas | |
| Pompa a vuoto | Edwards RV12, vuoto finale 2×10⁻³ mbar | |
| Guanti per operazioni | guanti in gomma butil da 8 pollici ×4, spessore 0,4 mm | |
| Parametri della piattaforma di movimento | Corsa X/Y | 200 mm × 200 mm |
| Viaggio Z | 150mm | |
| Intervallo di oscillazione asse A | regolabile elettricamente da 0 a 90° | |
| Precisione di riposizionamento ripetibile su singolo asse | ±0,01mm | |
| Precisione di posizionamento del servo | ±10μm | |
| Ingrandimento CCD | 20× | |
| Compatibilità del percorso di saldatura | saldatura a punti 3D e saldatura continua a cordone | |
| Condizioni operative della macchina | Alimentazione elettrica | trifase 380 V, potenza nominale ≥5 kW |
| Spazio a terra | 2000 mm × 1200 mm | |
| Umidità ambientale | <75 %, senza condensa | |
| Ambiente del laboratorio | Senza polvere, privo di gas corrosivi e infiammabili/esplosivi | |
| Standard di messa a terra | Cavo di terra indipendente, resistenza di terra < 3 Ω |
Ambito di applicazione
Questa macchina è progettata principalmente per la saldatura ermetica senza ossigeno di titanio e leghe di titanio, ed è inoltre compatibile con leghe a base di nichel, lega Kovar, leghe di alluminio delle serie 1–6, acciaio inossidabile e altri metalli facilmente ossidabili, adatta a scenari di produzione di precisione ad alta purezza e alta ermeticità.
- Industria dei dispositivi medici imballaggio ermetico di involucri per pacemaker in lega di titanio, sensori impiantabili e componenti metallici di precisione mini-invasivi;
- Microelettronica aerospaziale moduli T/R in lega di titanio ermetici, componenti RF a microonde, tubazioni sottovuoto aerospaziali in miniatura, involucri elettronici sigillati per satelliti;
- Industria delle batterie litio-energia nuova sigillatura di precisione di collettori di corrente in lega di titanio, involucri per batterie sottovuoto e terminali polari eterometallici;
- Strumenti di precisione per laboratorio camere a vuoto in lega di titanio, sensori di pressione ad alta precisione, componenti speciali per test ermetici;
- Componenti di precisione militari : Alloggiamenti di tenuta in lega di titanio e saldature compatte resistenti alla pressione, conformi agli standard militari GJB per il rilevamento delle perdite.
Supporta quattro processi saldanti principali: saldatura a impulso singolo, saldatura continua circonferenziale di tenuta, saldatura a sovrapposizione con penetrazione completa e saldatura su curve di forma speciale. Genera zone termicamente influenzate minime. I pezzi saldati non richiedono lucidatura secondaria e presentano un alto tasso di superamento dei controlli di difettosità, risultando adatti sia per la produzione sperimentale in laboratorio sia per la fabbricazione automatizzata su larga scala.
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