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Laser激光焊接机器人工作站在高尔夫球杆制造中的应用

2023-01-05 06:28:52 3535

摘要:变革带来新的挑战,去迎接它的是我们的创造力和好奇心,和客户一起开发新的解决方案,带领他们赢得新的突破。科盈焊接自动化事业部正在不断地经受考验,作为一家致力于给客户带来先进的工艺装备,无论是思维还是行动我们都立足长远,带来更多的创新。有“贵族...

变革带来新的挑战,去迎接它的是我们的创造力和好奇心,和客户一起开发新的解决方案,带领他们赢得新的突破。科盈焊接自动化事业部正在不断地经受考验,作为一家致力于给客户带来先进的工艺装备,无论是思维还是行动我们都立足长远,带来更多的创新。有“贵族运动”之称的高尔夫运动类产品,其使用者追求着卓越Golf运动体验:远距飞行,挥杆准确,易打和超爽击球音性能的同时,期待更轻松挥打,更轻松出击更远距离的性能。而这些对制造企业在材料和工艺制造上提出更高的要求,其工艺面临着从最初的手工焊接过渡到自动化发展的瓶颈。下面是一款独具匠心的光纤激光机器人工作站的系统,对冲破这一瓶颈有很大的帮助。

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

追求性能卓越,是不变的潮流,是符合Golf这项运动的定位。虽然目前由于大环境的影响以及国内反腐清廉的间接因素影响,这项运动在国内遇到寒冬。但是Golf运动代表着阳光、优雅、绅士,没有哪项运动可以去替代它。所以随着人们消费观念改变、这项运动会回归合理消费群体,将来会越来越多加入进来。Golf运动项目时隔百年之后重新回归2016年的奥运会赛场,也是很好见证这项运动的价值和精髓。近二三十年来,Golf球运动越来越受到世界五大洲人们的喜爱,国际影响力也越来越大,这是Golf得到国际奥委会认可的原因。回归奥林匹克赛场的Golf运动,这起到积极推广普及的作用。随着人们生活水平的提高,昔日的贵族运动Golf逐渐成为大众的休闲娱乐的选择项目。Golf相比于一般的体育运动,不仅能培养一个人优雅的气质和调节情绪的能力,还尤其能帮助人们从小塑造诚信自律的绅士品格,锻炼他们独立思考判断的能力,让他们有积极的心态来面对挫折,这也是Golf运动持续发展的原动力和魅力所在。所以Golf球头不是夕阳产业,相反是新兴的而且后续会持续发展壮大的行业。

尽管2015年大环境呈颓势,珠海科盈仍获取了客户的Laser激光焊的订单,足以印证Golf运动是追求极致,足以说明客户对于新工艺的认可。精准的打击、清脆的打击声音、长远的打击距离,Laser激光焊给Golf运动注入了新的元素。

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