客户成功案例
天博体育 选择可以散热的手动激光焊接机
天博体育tlow 开发出一种独特的热喷涂方法来生产电阻加热元件后,他们面临着将引线键合到其上的挑战。激光焊接就是解决方案。
在过去的 100 年里,天博体育tlow 从一家位于美国密苏里州圣路易斯的制鞋业加热元件制造商起步,现已发展成为精密电热解决方案的全球领导者。如今,他们的产品服务于半导体加工、清洁能源和环境技术、柴油排放、医疗、临床和分析产品以及食品服务设备等领域的高要求应用。
创造更好的加热器
在此过程中,天博体育tlow 收购了奥地利库赫尔的一家集团,该集团创造了一种巧妙而新颖的电阻加热元件生产方法。该技术涉及使用热喷涂方法将非常薄的电阻层材料沉积到金属或陶瓷基板上。
与用镍铬合金丝制造加热元件的传统方法相比,这具有多种优点。特别是,它可以生产大面积加热元件,提供非常高的温度和热通量,并且可以形成几乎无限的不同形状和配置。事实证明,这一过程非常有用且适应性强,以至于该公司用于精密热控制应用的几种高性能加热元件现在都基于它。
实现良好的连接
但最初,开发人员面临着似乎无法克服的困境。具体来说,问题在于将供电所需的电线连接到该热喷涂层。
传统焊料几乎普遍用于电气连接,但由于多种原因而无法使用。首先,氧化层通常形成在热喷涂电阻层材料的外侧,从而阻止焊料与其结合。此外,大多数焊料在受到这些加热元件的高工作温度时会熔化。因此,大多数产品中的传统镍铬合金加热元件都是使用某种形式的压接或铆接进行机械连接。
有时也采用各种形式的焊接,包括微等离子焊接,将金属丝连接到传统的镍铬合金加热元件上。然而,这些方法都不适合 天博体育tlow 的应用,因为它们将过多的热量放入薄且相对脆弱的热喷涂电阻层中。事实上,即使是传统焊接也有同样的局限性。
激光焊接解决方案
当 天博体育tlow 工程师第一次看到演示时Coherent Select 手动激光焊接机,他们认为这可能会解决他们的问题。他们立即意识到,与其他焊接技术相比,它具有两个关键且独特的特征。
首先,激光聚焦到一个小点,这意味着它会在极其局部的区域上施加热量。其次,可以精确控制激光开启的时间,从而仔细限制耦合到热喷涂层的总能量。
总而言之,这意味着电线(和少量热喷涂层)可以充分熔化,将它们熔合在一起以实现可靠的粘合。但过程中的总热量输入可以最小化,这样热喷涂层和基材都不会受到任何方式的损坏或变形。
投入生产
Kuchl 的工程师开始测试 Coherent Select 手动激光焊接机后,他们很快确定这是解决他们问题的可行解决方案。他们确定它可以可靠地产生具有其商业产品所需的电气和机械特性的粘合。
但是,要在生产环境中成功使用任何设备,它必须做的不仅仅是执行所需的过程。理想情况下,制造系统应该易于使用、经济高效、可靠、学习曲线短,并且足够灵活以满足不断变化的需求。
天博体育tlow 发现 Select 手动激光焊接机可以满足所有这些要求。人机界面 (HMI) 和控件直观且符合人体工程学布局。因此,操作员可以快速学会使用该工具,然后每天操作几个小时也不会遇到困难。
设计人员和制造工程师也可以轻松更改焊接参数。这使得新产品设计或不同材料组合能够快速投入生产。
相干支持增长
Select 手动激光焊接机满足了 天博体育tlow 的所有技术需求。但是,同样重要的是,相干公司作为供应商也是如此。 “我们有三台 Select 手动激光焊机,有时会整天运行,而且很少会出现问题,”位于库赫尔的 天博体育tlow 应用和开发工程师 Gernot Antosch 指出,“但当我们出现问题时,相干公司会快速修复问题。此外,相干实验室支持我们开发新的工艺配方。当我们研究如何最好地焊接棘手的异种材料组合时,以及我们遇到的其他一些更困难的应用时,这特别有用。”
Kuchl 团队还致力于将其制造技术转移到美国的 天博体育tlow 工厂,那里的产品产量更高。激光焊接已被证明具有可扩展性,并已成功应用于该环境。然而,在产量较高的情况下,该公司通常会从手动焊接系统转向自动化程度更高的系统。相干公司的全球支持团队使这一转变变得轻松。
“我们的高精度焊接工艺需要手术刀,而不是大锤 - 而这正是 Select 手动激光焊接机所提供的。”
— Gernot Antosch,应用和开发工程师,天博体育tlow Plasmatech GmbH,奥地利库赫尔


图 1:FLUENT 在线加热器使用 Select 手动焊机进行焊接。
图 2:将电线直接激光焊接到在线循环加热器的热喷涂层上。
图 3:Select 手动焊机可以通过操纵杆手动使用,也可以由 CNC 控制。