雷射焊字機

雷射焊字機專業用於精品字焊接，適合各類廣告字的製作工藝，從台面，機械結構乃至光路的調整而誕生，具有焊字效率快，鐵皮字牢固，鏡面鋼材不凸影等特點.

基本介紹

• 中文名：雷射焊字機
• 原型：：雷射點焊機
• 設備簡介：詳見正文
• 設備特點：熔接技術

設備特點

此雷射沉積焊接系統的工作原理，是以雷射高熱能並集中定點的熔接技術，有效處理一切微小部分的焊接，彌補了傳統氬弧焊技術在修補焊接精細表面時的不足。避免了熱應變和後處理這兩道門檻，大大提高了金屬字或招牌的連線強度和品質。

適用範圍

用於各種精品字、精工字、鏡面字、沙鋼字、鈦金字、鍍鋅板字、鋁型材立體字、不鏽鋼鏡面字、不鏽鋼拉絲字、不鏽鋼球面字、不鏽鋼平面字、不鏽鋼烤漆字、不鏽鋼噴塑字、不鏽鋼實心字、不鏽鋼電鍍字、不鏽鋼金箔字、精工金屬字、鈦金平面字、鈦金球面字、精工鈦金字、鈦金板字、鐵皮烤漆字（不鏽鋼帶、鐵帶、低碳鋼帶、鍍鋅板帶）等廣告字及各種金屬標識LED金屬字外殼的焊接成形；

金屬字分類

標識標牌製作的金屬字按材料和工藝分類，包括鋁字、鋁型材字、鍍鋅板字、不鏽鋼鏡面字、不鏽鋼拉絲字、不鏽鋼球面字、不鏽鋼平面字、不鏽鋼烤漆字、不鏽鋼噴塑字、不鏽鋼實心字、不鏽鋼電鍍字、不鏽鋼球面字、不鏽鋼金箔字、精工金屬字、鈦金平面字、鈦金球面字、精工鈦金字、平面銅字、球面銅字、紫銅字、紫銅仿古字、精工鋁字、沙鋼字、鐵皮烤漆字等。

特點說明

紅光快速找焊接點，CCD直觀觀察，可選顯微鏡.可變工作平台，無論大小字均可承載放置。加工速度快，專用的固定焦點位置的夾具，不需CCD和顯微鏡就可快速對準焦點焊接。熱變形及熱影響區小。可對金屬字進行局部熱處理；可對複雜形狀的零件、微小字進行加工.加工無噪聲，對環境無污染；超細定位桿，在字型拐角處也無需調整光點位置。由於加工方法先進，大大改進了現有金屬字的品質。廣告字焊接說明：

隨著國內廣告業的快速發展，金屬廣告字以其色彩艷麗、效果醒目、耐高溫、耐氣候變化且不易變形、不易褪色（一般能保色8-10年） 、良好的耐腐蝕性 、防雨、防火、防自燃等特點，已經越來越多的廣泛套用，金屬字是不鏽鋼、鋁、銅等各種金屬為材料，通過切割、打磨、包邊、拋光、焊接等工藝製作而成的廣告字，而金屬字最大的特點是不會生鏽，使用壽命長，具有有較強的立體感，高檔，有金屬質感，厚度隨意，莊重感強等特點，大量的套用於LED發光字，戶外高檔形像標牌，商場店標，門牌，室內標牌等。.

以往金屬字在折彎後的接縫主要是以膠水、鉚釘、錫焊的形式進行結合，這幾種方式都存在的很大的缺陷，膠水貼上當時雖然貼的很牢，但用久後會因為各種因素產生脫膠的現象，尤其在戶外，風吹雨淋都會對膠水的粘合度產生較大的影響，鉚釘雖然結合的更牢固，但直接影響金屬字的美觀程度，減低金屬字的價值。錫焊因為是使用電烙鐵高溫熔化焊錫，會產生大量的有毒氣體，對環境和人體造成傷害。

而雷射焊接原理是直接融化接合處的金屬使其成為一體，而且焊點小，環保，在接合的牢固程度與金屬字的美觀性達到完美的結合，相對錫焊需要用強酸處理金屬表面，也更符合環保的理念。

焊接質量參數

影響雷射焊接機焊接質量的參數包括：雷射脈衝的能量、雷射束光斑直徑、雷射脈衝的頻率、雷射的脈寬、雷射的脈衝波形、被焊材料的相對光吸收率、焊接速度、保護氣體等。

光斑聚焦直徑

這是反映雷射器設計性能的一個極為重要的參數，單位是（mm），它決定了雷射的功率密度和加工範圍。如果雷射器的光學設計合理先進，雷射能量集中，聚焦準確，能把雷射光斑直徑控制在0.2mm-2mm 的範圍，而能否把雷射的聚焦直徑控制在0.2mm是對雷射發生器的一個嚴格的考驗。國內一般設計的雷射器，由於只想降低成本，因此，雷射的器件加工簡陋，設計並不嚴謹，雷射在諧振腔里發散嚴重，導致難以準確聚焦，其雷射器輸出的雷射光斑直徑根本達不到標稱的0.2mm，而只能最小達到0.5mm，而由於雷射的發散，令輸出的雷射束不能呈規則的圓形，這就造成了雷射實際照射區域過大，出現燒蝕焊縫的現象，即在焊縫的兩端出現不必要的雷射照射而令焊縫兩端呈現凹陷，這種現象對於已經拋光的字影響尤為嚴重，有時甚至會使金屬字產品的報廢。機器設計必須精良，選料嚴格，精心調試，使其雷射器輸出的光束光斑直徑能進行精密的監控，使聚焦光斑的大小最小能達到0.2mm，並能在0.2mm 和2mm 的範圍里進行無級調節，現在國內能達到國際的先進水平的廠家不多。

雷射脈衝的頻率

這是反映雷射器在一秒內能打出多少個脈衝的能力，單位是（Hz）。首先需要說明的是，焊接金屬是使用雷射的的能量，而在雷射功率恆定的情況下，頻率越高，每個雷射輸出的能量就越小，因此，我們需要在保證雷射的能量足夠熔化金屬的情況下，考慮加工的速度，才能定出雷射的輸出頻率。在廣告字雷射焊字的場合，15Hz 已經能滿足焊接的需要了，過高的頻率勢必造成雷射的脈衝能量過低，從而造成焊接失敗。

雷射脈衝的能量

是指單個雷射脈衝能最大輸出的能量，單位是J（焦耳）。這是雷射器的一個主要參數，它決定了雷射器所能產生的最大能量，按照廣告字雷射焊接的用途來說，雷射能量在70J 以下已經能滿足任何場合的需要了，再大的能量也是白費，或根本用不上，而且帶來雷射電源體積和散熱器體積的不斷增大，降低了電源的使用效率。

雷射的脈衝波形

對於採用脈衝雷射進行焊接的加工，雷射脈衝波形在脈衝雷射焊接中是一個重要的問題。當高強度的雷射入射至材料的表面時，金屬表面會將60%~98%的雷射能量反射掉，且反射率隨表面溫度變化。因此，不同的金屬對於雷射的反射率和雷射的利用率都不一樣，要進行有效的焊接就必須輸入不同波形的雷射，這樣焊縫處的金屬組織才能在最佳的方式結晶，形成與基體金屬一致的組織，才能形成高質量的焊縫。國內一般的機器都採用廉價的單波形雷射電源，因此，其焊接的柔性較低，難以適應多種金屬字的焊接，並且由於設備細節做不好經常要進行返工，大大浪費了焊接材料的時間，並可能造成產品的報廢。不同的金屬材料表面對雷射的反射和吸收程度差別很大，而同一束雷射對不同的金屬會產生不同的焊接效果，並影響其熔深、焊接速度、結晶速度和硬度，因此單一的矩形波焊接並不能解決不同的廣告字金屬焊接的要求。焊接廣告金屬字必須具有良好雷射焊接控制系統，高度柔性化，能根據不同的套用場合而調整波形，使焊縫的金屬組織與基體金屬一致，大部分廣告金屬字焊縫硬度達到HRC50-HRC58，才能真正達到無損焊接，才能提高了產品的質量。

設備參數

最大雷射功率（W）	200W-600W
雷射波長（um）	1.064
單脈衝最大能量	110J
雷射焊接頻率（HZ）	0.5-40
雷射焊接深度（mm）	0.1-3.5
脈衝寬度（ms）	0.5-20
光斑尺寸（mm）	0.2-2
整機功率	<4KW
聚焦鏡	100-200M
擴束鏡	2-4倍
雷射棒	φ7X145優質棒
雷射腔體	進口陶瓷金屬腔
雷射電源	4KW單燈電源,頻率1-50Hz
定位	紅光可加視頻監控
電源要求	單相220 15% VAC ..50Hz 40A 以上

焊接工藝

各種焊接工藝對比

對比項目	雷射焊接	焊錫焊接	鎢極惰性氣電弧焊	熔化極氣體保護焊	電阻焊
焊接效率	+	-	-	-	+
大深度比	+	-	-	-	-
小熱影響區	+	+	-	-	0
高焊接速率	+	-	-	+	-
焊縫斷面形貌	+	-	0	0	0
大氣壓下施焊	+	-	+	+	+
使用填充材料	0	-	+	+	-
自動加工	+	-	+	0	+
操作成本	0	-	+	+	+
可靠性	+	-	+	+	+
組裝	+	-	-	-	-
註：“+”表示優勢；“-”表示劣勢；“0”表示適中。

優點

由於雷射焊字機具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的特性，因此就給雷射焊字機加工帶來如下一些其它方法所不具備的可貴特點：

● 由於它是無接觸加工，對字型無直接衝擊，因此無機械變形、焊接圍邊高度0.5-20cm可以輕鬆實現；

● 雷射焊字機加工過程中無"刀具"磨損，無"切削力"作用於字形工件對字型筆畫小於3毫米，傳統焊字不能焊接的筆畫也可輕鬆實現；

● 雷射焊字機加工過程中，雷射束能量密度高，加工速度快，並且是局部加工，對非雷射照射部位沒有或影響極小。因此，其熱影響的區字型熱變形小後續加工最少；

● 由於雷射焊字機雷射束易於導向、聚焦、實現方向變換，極易與中心控系統配合、對複雜字型進行加工因此它是一種極為靈活的加工方法；

● 生產效率高，加工質量穩定可靠，經濟效益和社會效益好，耗材幾乎是零，是雷射焊字機加工的優勢。

雷射焊字機具有的寶貴特性決定了廣告行業對字類在加工領域存在的優勢：

●由於雷射焊字機它是無接觸加工，並且高能量雷射束的能量及其移動速度均可調，因此可以實現多種加工的目的。

●它可以對多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性、及高熔點的材料。

●雷射焊字機加工過程中無“刀具”磨損，無“切削力”作用於工件。

●雷射焊字機加工過程中，雷射束能量密度高，加工速度快，並且是局部加工，對非焊接部位沒有影響或影響極小。因此，其熱影響區小，字型熱變形小，後續加工量小。

●由於雷射焊字機束易於導向、聚集實現作各方向變換，極易與中心控制系統配合，對複雜字型進行加工，因此是一種極為靈活的焊字方法。

●使用雷射焊字機加工，生產效率高，質量可靠，經濟效益好。