中框中板激光焊接技术日益普及，金属中框CNC工时继续下滑

在金属手机外壳的年代，CNC时间成为那个年代（其实也就2年前）最为热烈的话题，有人采用双金属压铸，有人想做压铸铝金阳极氧化。而这些想法都在玻璃后盖横行的时代里面终结了。曾有人暗自庆幸，金属中框时代，金属加工的时间更长，CNC需求更多，而这两年金属加工厂里面CNC机台开工率下降，证明这个想法是错误的。比如今天要介绍的中框中板焊接工艺就是就是一种让金属中框CNC工时大幅下降的一种方法。

一、技术背景

随着社会的不断发展，手机已经成为当今生活中人们必不可少的移动通讯设备之一，其发展迅速及需求量巨大，因此手机行业迫切需要一种加工精度高、速度快的加工方式，铝合金密度低，但其强度比较高，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，广泛应用于手机中框中，现有的手机中框成型，一般都是采用数控机床将铝合金整体一次性的加工成型耗费将近1个小时，其加工速度非常慢，生产周期长，且成本非常高的同时产能极低，不符合节能、快速生产的需求，生产效率低，实用性差；或者直接采用焊接工艺，难以焊接牢固，容易脱落，造成大量产品不良，难以规模化应用。

铝合金本身的特性使得其相关的焊接技术面临一些亟待解决的问题，在以往的生产实践中，铝合金的焊接常用钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊，虽然这两种焊接方式能量密度大，焊接铝合金时能获得良好的接头，但仍然存在熔透能力差，焊接变形大、生产效率低等缺点，这些传统的焊接方法焊接铝合金，并不能达到工业上高效、无缺陷、性能佳的要求，于是人们开始寻求新的焊接方法，20世纪中后期激光技术开始应用于工业。

二、激光焊接铝合金优点

1.能量密度高、热量输入小、焊接形变小，能得到窄的熔化区和热影响区以及熔深大的焊缝；

2.冷却速度快，焊缝组织细微，焊接接头性能良好；

3.焊接能量可精确控制，可靠性高，有较高的适应性；

4.可进行微型焊接或远距离传输，不需要真空装置，利于大批量自动化生产。

三、激光焊接铝合金难点和缺陷

难点：

• 铝合金表面的高反射性和高导热性；

• 小孔的诱导和维持。

缺陷：

• 气孔：氢气孔和由于小孔的破灭而产生的气孔；

• 热裂纹：主要有结晶裂纹和液化裂纹；

• Mg、Zn等元素的烧损。

四、激光焊接设备介绍

为了克服上述缺点和不足，云阳实业研发了一种针对手机中框的焊接设备，它有效地解决了生产效率低，加工速度慢，焊接不牢固等问题。

手机中框自动焊接包括以下步骤：

• 中板和边框成型

• 中板和边框定位

• 定位模组固定

• 焊接成型

激光头先沿着中板和边框的焊接区域的正面进行焊接，然后旋转定位机构旋转至背面，再沿着中板和边框的焊接区域的背面进行焊接，获得手机中框，中板和边框通过定位模组固定，然后通过激光焊接正面，旋转定位机构带动定位模组旋转，焊接反面，熔深可以达到0.8mm以上，结构强度高，拉拔力超过50kg，节省了人力，减少工序间的周转和人与产品的接触，良率达到80%以上，降低员工劳动强度，提升了企业形象；一个Y轴运动模组在焊接时，另一个Y轴运动模组同时上料，可以大大提高效率。

1. 中板和边框成型

将铝合金基材压铸成型为所需形状的中板，将铝合金基材、铝不锈钢复合基材或者铝钛合金复合基材CNC加工成型为所需形状的边框。

2. 中板和边框定位

将中板和边框通过定位模组定位，固定模组包括上模和下模，将中板和边框安装在下模的收容腔内，然后盖上上模，通过螺丝锁紧固定，上模和下模均设有用于焊接的通槽。

3. 定位模组固定

将定位模组安装在焊接装置上，简易的焊接装置可以是工作台，高效率的焊接装置是旋转定位结构安装在工作台上。

4. 焊接成型

激光头先沿着中板和边框的焊接区域的正面进行焊接，然后旋转定位机构旋转，激光头再沿着中板和边框的焊接区域的背面进行焊接，获得所述的手机中框。

五、应用于自动化生产流水线

1. 1#机器人控制中心

2. 1#上下料机器人

3. 1#激光焊接控制中心

4. 1#双工位激光焊接工作平台

5. 锁螺丝NG产品排除线

6. 上料倍速链

7. 下料倍速链

8. 2#双工位激光焊接工作平台

9. 2#上下料机器人

10. 2#机器人控制中心

11. 2#激光焊接控制中心

12. 防护栏

13. 锁松螺丝机构及自动上下盖板

14. 工作人员

15. 集成电控系统

16. 待焊接产品放置区

17. 夹具底座换位机构

18. 焊接成品放置区

锁螺丝松螺丝机构析解：

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本文素材来源：东莞市云阳实业有限公司

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1. 第八届手机金属与玻璃外壳论坛

序号	主题
1	未来手机材质发展趋势
2	液态金属在手机外壳的应用
3	铝合金中框渐变色表面处理工艺
4	手机摄像头MIM工艺对金属粉的选择比较
5	手机玻璃检测新方案
6	曝光显影以及喷涂在手机中的应用
7	大尺寸3D玻璃在汽车和家电中的应用
8	3D贴合疑难及解决方案

2. 第四届手机陶瓷技术与应用论坛

序号	主题	嘉宾
1	陶瓷手机背板抗摔的关键技术问题	饶平根教授 华南理工
2	注塑陶瓷研究进展	谢志鹏教授 清华大学
3	氧化锆陶瓷对5G手机天线设计影响	vivo 黄奂衢 博士
4	圣戈班在陶瓷领域的材料以及解决方案	圣戈班
5	无机/有机超分子自组装材料（合晶瓷）在5G手机背板中的应用探索	通州湾新材 周涛
6	注射成形氧化锆陶瓷手机背板溶剂脱脂技术控制要点	富士康 技术顾问 张泽兵
7	火凤凰陶瓷最新材料发布	拟邀请 三环集团
8	陶瓷在智能终端应用回顾	拟邀请 小米科技

3.第三届手机塑胶外壳技术与应用论坛

序号	主题
1	IMT塑胶外壳加工工艺简介
2	注塑工艺在5G手机中扮演的角色
3	复合板材塑胶外壳自动化生产工艺
4	PC注塑外壳在5G手机中的应用
5	渐变色如何玩出新花样？
6	工程塑料在5G手机中的应用

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始发于微信公众号： 艾邦高分子