Линия лазерной герметизации ꜛ Pyramid | LMC

Линия лазерной герметизации предназначена для герметизации металлических корпусов произвольной формы с применением лазерной сварки в атмосфере сухого азота.

В базовой конфигурации в состав линии входит:

• волоконный лазер SPI
• система автоматического позиционирования
• система управления
• печь предварительного вакуумного отжига SVM
• основной скафандра системы GB
• шлюз для выгрузки изделий

Опциями линии герметизации являются мониторы содержания кислорода, газов галогенной группы и влажности, модули автоматизации, система рециркуляции газа и другие модули.

Модульный принцип конструкции линий герметизации Pyramid обеспечивает взаимозаменяемость отдельных электрических и механических узлов, что сокращает время простоев при необходимости ремонта и диагностики. В любое время Ваша линия может быть расширена за счет дополнительных модулей скафандров, в которых можно разместить установки сварки или шлюзы для хранения или перемещения изделий между составными частями линии.

В 2019 в результате совместных усилий Pyramid Engineering и SPI была выпущена система лазерной герметизации нового поколения серии LMC. Сердце системы — оптоволоконный лазер SPI redPOWER CW и метод колебательной сварки — управляемого спирального движение лазера для создания сварочной ванны нужной геометрии. Высокое качество луча и небольшой размер сфокусированного пятна создают контролируемую скважину, в которой воздействие тепла на деталь сводится к минимуму. Преимущества этого процесса заключаются в том, что глубину и ширину сварного шва можно контролировать независимо, а параметры сканера можно регулировать для управления размером сварного пятна. Преимуществами такого метода являются скорость сварки (в 10 раз по сравнению с YAG лазером), лучшие структура и качество шва, КПД в 30% против 2% у импульсного и низкие эксплуатационные расходы.

Для гарантированного удаления влаги из корпуса (что является необходимым требованием при работе с бескорпусными кристаллами) проводят:

• предварительный отжиг изделий в вакуумной печи SVM
• герметизацию в специальном скафандре GB под избыточным давлением «сухой» атмосферы, чаще всего — азота с точкой росы ниже, чем минус –65°C. Азот подаётся в скафандр через датчик расхода и равномерно распределяется, проходя по системе трубок

Для выгрузки изделий после герметизации во внешнюю среду используется шлюз, герметично соединенный со скафандром.

Исполнение печи, скафандр и шлюза — нержавеющая сталь, сварка и полировка внутренних швов — гарантирует герметичность линии при проведении процесса.

Функции узла лазерной сварки

Луч лазера, доставленный по оптоволокну внутрь скафандра, должен быть сфокусирован в маленькую точку с энергией, достаточной для выполнения сварки. Эта функция осуществляется узлом фокусировки, состоящим из фокусирующей линзы, которая обеспечивает нужный диаметр луча. Сфокусированный луч затем должен быть прецизионно направлен на место сварки, что достигается применением интегрированной системы машинного зрения, ось которой совпадает с лазерным лучом.

Импульсы лазера регулируются по длительности, частоте и амплитуде системой управления. Дискретность излучения означает, что мгновенная мощность излучения достигает нескольких киловатт в то время, как средняя мощность — несколько сотен ватт. Энергия излучения устанавливается так, чтобы достичь необходимой степени воздействия в зависимости от толщины крышки, материал корпуса и т.д., частотой импульсов можно регулировать скорость перемещения лазера, следя за общей температурой корпуса и кристалла изделия.

Нормальная герметизация достигается серией импульсов, частично перекрывающих координаты друг друга. В процессе сварки сфокусированный луч направлен на поверхность будущего соединения. Излучение поглощается материалом методом термической кондукции. Мощность излучения отрегулирована так, чтобы достичь достаточной температуры материала выше точки его плавления, но ниже точки испарения. Материал находится в жидком состоянии достаточно долго для начала перемешивания металлов крышки и корпуса, и последующего отверждения, и остывания.

Преимуществом такой сварки является то, что в процессе не добавляется инородного металла, весь процесс проходит только с участием металлов крышки и корпуса. Таким образом, в широком диапазоне сплавов может быть достигнуто высочайшее качество сварных соединений.