解析一种塑料激光焊接设备的研制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期(总第192期)机械工程与自动化NO．52015年1O月MECHANICAIENGINEERING8LAUT0MAT10N0ct．文章编号：1672-6413(2015)05—0082—02一种塑料激光焊接设备的研制于海，李何悦(沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁沈阳110168)摘要：介绍了一种新型的焊接设备，利用激光透射和热熔原理，以自动化传动机构为载体，将激光技术和自动化装备结合为一体。与传统的塑料焊接设备相比，具有自动化水平高、生产效率高、焊后变形小、外表美观等优点。该设备的研制成

2、功代表着我国塑料焊接技术的应用领域在逐步扩大，塑料焊接设备在不断创新，为我国塑料焊接设备的发展提供了新的思路。关键词：塑料激光焊接；焊接设备；研制中图分类号：TG43文献标识码：A0引言能够无缝隙地接合在一起，就必须用特殊的夹具将两塑料激光焊接技术是一项新兴的技术，在欧美等个零件边缘牢固地夹紧嘲，这样焊后质量较好。发达国家已经得到了一定程度的应用，发展前景广阔，可广泛应用在航天、汽车、包装、医疗器械、各类电子元4l器件及各类生活用品等领域。但在我国，这方面的技术尚处在起步阶段。利用激光来焊接塑料不但可以克服传统塑料焊接工艺存在的缺点，

3、而且能够达到理想2的焊接质量和外表美观的效果，随着激光技术的发展和应用成本的降低，利用激光焊接塑料零件在制造业4领域将成为一种趋势。目前，国内企业在塑料激光焊1一塑料零件1；2一塑料零件2；3一激光束；4一焊接夹具接方面大都进口国外的设备，所以自主研发塑料激光图1激光焊接示意图焊接设备对我国加工制造业有着深远的意义l_1]。本文2塑料激光焊接机系统组成主要介绍一款塑料激光焊接设备，它是一台将激光焊从结构上来看，该塑料激光焊接机主要包括焊接接技术和自动化装备相结合的塑料焊接机，其不但自系统、激光系统、空气净化系统、电气控制系统和PID及

4、动化水平高、生产批量大，而且可以焊接外形复杂的塑在线检测5个部分。其中，电气控制系统通过各种软件料零件，具有低碳环保、聚焦光点小、定位精度高、可有对各系统进行控制，而所有系统都以焊接系统为载体。效保证产品质量等特点。2．1焊接系统1塑料激光焊接机工作原理整个焊接系统设置了预挡停、主挡停、焊接、废料该焊接机利用激光透射原理，将两个塑料零件进挡停等4个工位。焊接包括夹具定位、举升、压紧、焊行非接触焊接。要求条件就是两零件之一能够透过激接、释放5个过程。整个激光焊接过程如图2所示。光，而另一个零件必须能吸收激光_2]，激光焊接原理如图1所示

5、。在焊接夹具将两个塑料零件夹紧的条件下，激光束3穿过能够透光的零件1，照射在能够吸收激光的零件2表面时，产生瞬间高温，零件2表面融化，并与零件1表面粘结，然后在激光束3移开后瞬间凝固，使两个零件表面结合在一起。由于塑料零件为注塑件，具有尺寸稳定性差、易变形的特点，故每个零塑壁三垡卜__—·建塑壁垡卜一_--{壅壁三焦件尺寸都有一定偏差。为了使两个塑料零件的焊接面图2激光焊接流程图收稿日期：2014—12—16；修订日期：2015—04—20作者简介：于海(1983一)，男，辽宁沈阳人，工程师，在读硕士研究生，研究方向：机器人自动化与塑

6、料激光焊接技术。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com2015年第5期机械工程与自动化·85·构见图5，改进后与改进前相比少了一层不锈钢板，而3．3前侧壁中部且需要焊接的位置也有所减少。不锈钢接水板搭接位由于前侧壁中部受焦炭的冲击力，损坏较严重，所置的改变也大大减少了熄焦水的渗入。以对其进行了设计改进。改进前的前侧壁结构俯视图见图6。改进后的前侧壁在原结构外面增加了刚性框架，框架主要由钢管和钢板相互焊接而成，可以有效地控制前侧壁的变形。改进后的前侧壁结构俯视图见图7。杠一，，推小杆轴中轴间一lIIl／

7、^J一杆●●●●●●推●●杆VJ＼●●●●●●●●车门f丁前伽一不壁螺接图2改进后的开门机构图5改进后的底板结构图6改进前的前侧璧结构俯视图前侧壁钢管钢板框架图7改进后的前侧壁结构俯视图4结束语图3中间壁结构示意图实践证明：改进后的定点熄焦车车门和前侧壁刚度加大，变形挠度减少；底板焊缝开裂和熄焦水渗漏的现象减少；熄焦车的使用寿命大大提高，安装和维修量也相应降低，使该焦炉成套设备的技术优势得到一定的提高。参考文献：[1]周光林．低水分熄焦设备的改进[J]．科技资讯，2013(14)：65．E2]岳晓文．熄焦车使用寿命的分析与改进[J]．

8、中国化工贸易，2014(1)：90．图4改进前的底板结构[3]田其伟．熄焦车箱的技术改造[J]．机械管理开发，2013(5)：59—60．TechnologyImprovement0fFixed—QuenchingCar