Лазерный мир

Группа инженеров разработала новый процесс лазерной сварки, который можно использовать для создания водонепроницаемых уплотнений даже для трудно свариваемых материалах, таких как литой алюминий.

Инженеры Fraunhofer IWS и Maschinenfabrik Arnold считают, что новый процесс мог бы стать привлекательным решением для поставщиков автомобилей среднего размера и многих других промышленных потребителей.

В электромобилях батареи и другие электрические устройства управления должны быть охлаждены. Однако электрическая система не должна вступать в контакт с охлаждающей водой, в противном случае произойдет короткое замыкание. По этой причине блоки управления часто защищены корпусами из легкого литого под давлением алюминия, которые затем герметизируют, закрывая их навинчивающимися крышками и пластиковыми уплотнениями.Несмотря на то, что применение этих крышек и уплотнений часто является трудоемким, это необходимо сделать, так как ранее было невозможно надежно сваривать отлитый под давлением алюминий, чтобы он был водонепроницаемым. Это связано с наличием заполненных газом полостей в материале. Когда обычный лазерный процесс разрезает эти полости, эффект аналогичен внезапно открытому баллону: закрытый газ внезапно выходит из полости и одновременно выбрасывает расплавленный металл, только что раплавленный лазером. Если шов остывает в этом состоянии, остаются дефекты, которые позволяют воде в конечном итоге достигать электрической системы через небольшие поры.

Однако, используя свой новый лазерный процесс, названный «remoweldFLEX», инженеры теперь могут получать однородные, водонепроницаемые сварные швы из литого алюминия.

В этом процессе используются лазерные сканеры, зеркальная оптика, элементы управления в реальном времени и другие компоненты системы в обрабатывающей головке для получения колеблющегося лазерного луча диаметром в одну десятую миллиметра. Луч точно и быстро направляется вдоль желаемых контуров из литого под давлением алюминия и колеблется несколько тысяч раз в секунду в ванне расплава. Это приводит к очень однородным и, прежде всего, водонепроницаемым сварным швам. В целях контроля качества в режиме реального времени оборудование также может быть соединено с высокоскоростными камерами. Оборудование также записывает данные датчика во время процесса сварки.

Использование лазера вместо винтов и пластика для герметизации аккумуляторов и электрических устройств управления в электромобилях должно значительно улучшить срок службы и надежность систем охлаждения транспортных средств.

«Таким образом, мы разработали очень привлекательное решение для поставщиков автомобилей среднего размера и многих других промышленных потребителей», — отметил д-р Дирк Диттрих, который возглавляет группу по лазерной сварке в Fraunhofer IWS.

Индустрия 4.0

По словам инженеров, технология remoweldFLEX также является важным шагом на пути к индустрии 4.0.

«Процессы лазерной сварки обеспечивают очень высокую степень автоматизации по сравнению, например, с завинчиванием», объяснил Диттрих.

Это закрывает пробелы в цифровизации производства. Например, трудно перевести рабочие шаги оператора, пытающегося вручную запечатать соединительную трубу, в понятные для компьютера значения.

С другой стороны, лазерная сварочная головка работает в цифровом режиме. Пользователи могут получать файлы цифровых компонентов из считанных данных процесса. Эти подробные электронные документы пользуются все возрастающим спросом во все большем числе отраслей промышленности для достижения неизменно высокого качества изготовления при массовом производстве.

«Благодаря нашим процедурам здесь возможен огромный прогресс», — заключил Диттрих.

Компании: Fraunhofer IWS, Maschinenfabrik Arnold

Источник: https://www.lasersystemseurope.com/news/new-laser-welding-process-creates-watertight-seals