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激光焊接机器人工作站应用于高尔夫球杆制造

发布时间: 2016-01-18 09:01:57 来源:新战略机器人网

核心提示: 对于制造企业而言,为了提供产品竞争力,除产品每年推陈出新外,产品的设计方面,制造过程的焊接工艺,传统的工艺(TIG焊和Plasma等离子焊)已经是极限阶段或已经不能满足其生产要求。例如:板厚设计要求在0.6-1.0mm,同时要求整体控制变形量,最后都证明:激光是新工艺的最佳选择。

Golf这项贵族运动,追求的就是高品质享受的过程。Golf球具大致性能要求:打击距离、准确度、重心低、打击声音;Golf球具追求性能、功能、外观设计变化,所以一款球具生产寿命约1-1.5年,每年都会推陈出新更新换代,球具属于消耗品,会经常有新材料,新功能、新工艺的应用,golf球具是融入了许多高科技技术的产品。

对于制造企业而言,为了提供产品竞争力,除产品每年推陈出新外,产品的设计方面,制造过程的焊接工艺,传统的工艺(TIG焊和Plasma等离子焊)已经是极限阶段或已经不能满足其生产要求。例如:板厚设计要求在0.6-1.0mm,同时要求整体控制变形量,最后都证明:激光是新工艺的最佳选择。加上近10年来激光技术飞速发展,设备投资成本和使用成本比以往都低很多,这两方面相对10年前有了长足的进步,所以未来激光焊接工艺在Golf行业应用空间很大。

Golf球头制造工艺发展过程中的三种焊接工艺原理:

TIG焊的工艺原理:TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding),又称为非熔化极惰性气体钨极保护焊。在焊接过程中工件被加热并且被非熔化电极熔化,电弧在电极和工件之间燃,熔池和电极被从喷嘴流出的保护气流保护着,可以填丝或者不填丝进行焊接。

Plasma等离子焊原理:是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解,在高速通过水冷喷嘴时受到压缩,增大能量密度和离解度,形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧,因而具有较大的熔透力和焊接速度。

Laser激光焊接原理:利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。

Golf球头制造工艺发展过程中的三种焊接工艺对于球头的性能有直接的影响:

首先,传统的手工TIG焊工艺,焊接速度较慢,且热输入比Plasma和Laser激光焊大很多,热影响区大易产生变形,一般焊缝宽度在6~8mm,焊接前的装备间隙不高有2~3mm甚至是4mm,完全靠手工焊接起来。这样的焊接工艺使得球头的CT值较差,所以球头打击的准确性、声音清脆程度、打击的距离都较为一般,而且产品的一致性差,品质不稳定。 CT值(即反弹系数,指的是杆头的反弹值)是Golf球杆的重要衡量标准。CT值有标准要求,系数大,击球距离就远,系数小,击球的距离就近,但是如使用超标的CT值的球杆,也是不允许参加比赛的。

其次,Plasma等离子焊工艺与TIG焊类似,但其焊枪内部会产生压缩电弧,以提高弧温和能量密度,它比TIG焊速度快、熔深大,但逊于激光焊,热输入量(热影响区)比TIG焊小而比激光大。焊缝宽度在5~6mm,焊接前的装备间隙可以控制在1mm以内。使用Plasma工艺球头的CT值较TIG高,所以球头打击的准确性、声音清脆程度、打击的距离属于中等,而且产品的一致性较好,品质稳定。

最后,Laser激光焊工艺光束集中,焊接热影响区非常小,所以变形最小,熔深好、焊接速度快,比Plasma高2~3倍,能焊接0.2mm以上薄板,焊缝宽度在2~3mm。能使用Laser激光焊工艺的,前道制程工序也非常高,即装备间隙更小(0.5mm以内)这样球头的品质会更高,一致性更好,而且使用激光工艺后,整个球头的制造工艺可以发挥到极致,如球头的铸造或锻造毛坯本体局部可以使用0.5~0.6mm的材料,从而最大的提高产品性能。Laser激光焊工艺焊接的球头,其CT值最高(当然是在比赛允许范围之内),从而球头打击的准确性、声音清脆程度、打击的距离都是最佳的。当然,Laser激光焊也有缺点,如该工艺的焊点光斑在0.4-0.6mm,相对要求焊缝装配要求高,但是增加了送丝补偿功能,可以弥补以上缺陷,同时可以满足异种材料焊接,特别适合golf这样高要求的应用。


上面左图1,此类球头要去焊缝窄,不能烧到边缘,TIG和Plasma很难满足要求;上面右图2,光纤激光焊接钛合金Golf球头的效果。

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