在金屬手機外殼的年代，CNC時間成為那個年代（其實也就2年前）最為熱烈的話題，有人采用雙金屬壓鑄，有人想做壓鑄鋁金陽極氧化。而這些想法都在玻璃后蓋橫行的時代里面終結了。曾有人暗自慶幸，金屬中框時代，金屬加工的時間更長，CNC需求更多，而這兩年金屬加工廠里面CNC機臺開工率下降，證明這個想法是錯誤的。比如今天要介紹的中框中板焊接工藝就是就是一種讓金屬中框CNC工時大幅下降的一種方法。
一、技術背景
隨著社會的不斷發展，手機已經成為當今生活中人們必不可少的移動通訊設備之一，其發展迅速及需求量巨大，因此手機行業迫切需要一種加工精度高、速度快的加工方式，鋁合金密度低，但其強度比較高，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，廣泛應用于手機中框中，現有的手機中框成型，一般都是采用數控機床將鋁合金整體一次性的加工成型耗費將近1個小時，其加工速度非常慢，生產周期長，且成本非常高的同時產能極低，不符合節能、快速生產的需求，生產效率低，實用性差；或者直接采用焊接工藝，難以焊接牢固，容易脫落，造成大量產品不良，難以規模化應用。
鋁合金本身的特性使得其相關的焊接技術面臨一些亟待解決的問題，在以往的生產實踐中，鋁合金的焊接常用鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊，雖然這兩種焊接方式能量密度大，焊接鋁合金時能獲得良好的接頭，但仍然存在熔透能力差，焊接變形大、生產效率低等缺點，這些傳統的焊接方法焊接鋁合金，并不能達到工業上高效、無缺陷、性能佳的要求，于是人們開始尋求新的焊接方法，20世紀中后期激光技術開始應用于工業。
二、激光焊接鋁合金優點
1.能量密度高、熱量輸入小、焊接形變小，能得到窄的熔化區和熱影響區以及熔深大的焊縫；
2.冷卻速度快，焊縫組織細微，焊接接頭性能良好；
3.焊接能量可精確控制，可靠性高，有較高的適應性；
4.可進行微型焊接或遠距離傳輸，不需要真空裝置，利于大批量自動化生產。
三、激光焊接鋁合金難點和缺陷
難點：
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鋁合金表面的高反射性和高導熱性；
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小孔的誘導和維持。
缺陷：
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氣孔：氫氣孔和由于小孔的破滅而產生的氣孔；
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熱裂紋：主要有結晶裂紋和液化裂紋；
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Mg、Zn等元素的燒損。
四、激光焊接設備介紹
為了克服上述缺點和不足，云陽實業研發了一種針對手機中框的焊接設備，它有效地解決了生產效率低，加工速度慢，焊接不牢固等問題。
手機中框自動焊接包括以下步驟：
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中板和邊框成型
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中板和邊框定位
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定位模組固定
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焊接成型
激光頭先沿著中板和邊框的焊接區域的正面進行焊接，然后旋轉定位機構旋轉至背面，再沿著中板和邊框的焊接區域的背面進行焊接，獲得手機中框，中板和邊框通過定位模組固定，然后通過激光焊接正面，旋轉定位機構帶動定位模組旋轉，焊接反面，熔深可以達到0.8mm以上，結構強度高，拉拔力超過50kg，節省了人力，減少工序間的周轉和人與產品的接觸，良率達到80%以上，降低員工勞動強度，提升了企業形象；一個Y軸運動模組在焊接時，另一個Y軸運動模組同時上料，可以大大提高效率。
1. 中板和邊框成型
將鋁合金基材壓鑄成型為所需形狀的中板，將鋁合金基材、鋁不銹鋼復合基材或者鋁鈦合金復合基材CNC加工成型為所需形狀的邊框。
2. 中板和邊框定位
將中板和邊框通過定位模組定位，固定模組包括上模和下模，將中板和邊框安裝在下模的收容腔內，然后蓋上上模，通過螺絲鎖緊固定，上模和下模均設有用于焊接的通槽。
3. 定位模組固定
將定位模組安裝在焊接裝置上，簡易的焊接裝置可以是工作臺，高效率的焊接裝置是旋轉定位結構安裝在工作臺上。
4. 焊接成型
激光頭先沿著中板和邊框的焊接區域的正面進行焊接，然后旋轉定位機構旋轉，激光頭再沿著中板和邊框的焊接區域的背面進行焊接，獲得所述的手機中框。
五、應用于自動化生產流水線
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1#機器人控制中心
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1#上下料機器人
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1#激光焊接控制中心
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1#雙工位激光焊接工作平臺
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鎖螺絲NG產品排除線
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上料倍速鏈
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下料倍速鏈
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2#雙工位激光焊接工作平臺
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2#上下料機器人
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2#機器人控制中心
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2#激光焊接控制中心
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防護欄
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鎖松螺絲機構及自動上下蓋板
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工作人員
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集成電控系統
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待焊接產品放置區
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夾具底座換位機構
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焊接成品放置區
鎖螺絲松螺絲機構析解：
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本文素材來源：東莞市云陽實業有限公司
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1. 第八屆手機金屬與玻璃外殼論壇
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序號 |
主題 |
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1 |
未來手機材質發展趨勢 |
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2 |
液態金屬在手機外殼的應用 |
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3 |
鋁合金中框漸變色表面處理工藝 |
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4 |
手機攝像頭MIM工藝對金屬粉的選擇比較 |
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5 |
手機玻璃檢測新方案 |
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6 |
曝光顯影以及噴涂在手機中的應用 |
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7 |
大尺寸3D玻璃在汽車和家電中的應用 |
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8 |
3D貼合疑難及解決方案 |
2. 第四屆手機陶瓷技術與應用論壇
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序號 |
主題 |
嘉賓 |
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1 |
陶瓷手機背板抗摔的關鍵技術問題 |
饒平根教授 華南理工 |
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2 |
注塑陶瓷研究進展 |
謝志鵬教授 清華大學 |
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3 |
氧化鋯陶瓷對5G手機天線設計影響 |
vivo 黃奐衢 博士 |
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4 |
圣戈班在陶瓷領域的材料以及解決方案 |
圣戈班 |
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5 |
無機/有機超分子自組裝材料（合晶瓷）在5G手機背板中的應用探索 |
通州灣新材 周濤 |
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6 |
注射成形氧化鋯陶瓷手機背板溶劑脫脂技術控制要點 |
富士康 技術顧問 張澤兵 |
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7 |
火鳳凰陶瓷最新材料發布 |
擬邀請 三環集團 |
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8 |
陶瓷在智能終端應用回顧 |
擬邀請 小米科技 |
3.第三屆手機塑膠外殼技術與應用論壇
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序號 |
主題 |
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1 |
IMT塑膠外殼加工工藝簡介 |
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2 |
注塑工藝在5G手機中扮演的角色 |
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3 |
復合板材塑膠外殼自動化生產工藝 |
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4 |
PC注塑外殼在5G手機中的應用 |
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5 |
漸變色如何玩出新花樣？ |
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6 |
工程塑料在5G手機中的應用 |
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