نظام الدفع الخلفي لـ UW Laser يمكّن الكشف عن عمق اللحام بدقة الميكرون في الوقت الفعلي

وسط النمو السريع لمركبات الطاقة الجديدة والإلكترونيات 3C ومعدات تخزين الطاقة، يواجه اللحام بالليزر تحديات دقة غير مسبوقة. يشبه فحص الجودة التقليدي عمليات فحص عمياء في قطار فائق السرعة: فأخذ العينات المدمرة يفشل في إنتاج دورة كاملة، واختبار الأشعة السينية/الموجات فوق الصوتية دون الاتصال بالإنترنت غير فعال، كما أن نقص بيانات عمق اللحام يؤدي إلى ارتفاع معدلات عيوب الدفعات. يطبق "نظام كشف عمق اللحام في الوقت الحقيقي RWD" الذي طورته شركة UW Laser FD-OCT على الصناعة، مما يبشر بفحص جودة اللحام في عصر جديد من الإدارة الكاملة المستندة إلى البيانات.

01 جهود البحث والتطوير القوية لمعالجة نقاط الضعف الأساسية في اللحام في الصناعة

مع استمرار ارتفاع متطلبات دقة اللحام في مجالات مثل مركبات الطاقة الجديدة والإلكترونيات 3C، كشفت طرق الفحص التقليدية عن عيوب نظامية:

عدم وجود مراقبة كاملة للعملية

تعتمد خطوط الإنتاج على فحص العينات من القطعة الأولى واختبار فحص المعادن المدمر (بمعدل تغطية أقل من 5%)، والذي يفشل في مراقبة التغيرات الديناميكية لعمق اللحام طوال الوقت.

الفشل في الاستجابة في الوقت الحقيقي

تستغرق عمليات الفحص دون الاتصال بالإنترنت، مثل اختبار الأشعة السينية والموجات فوق الصوتية، 30 دقيقة لكل قطعة، وهي غير فعالة تمامًا في التعامل مع تقلبات حوض السباحة المنصهر على مستوى الميكروثانية أثناء اللحام عالي السرعة (≥10 م/دقيقة).

عمق الاختراق فراغ البيانات

يمكن للطرق التقليدية مراقبة مورفولوجيا السطح فقط، ويؤدي الافتقار إلى بيانات عمق الاختراق الرئيسية إلى معدل خلل في الدفعة يزيد عن 15%، مما يؤدي إلى زيادة حادة في تكاليف الجودة.

قامت شركة UW Laser بتجميع فريق بحث وتطوير مكون من 32 خبيرًا (يغطي البصريات والميكانيكا والهندسة الكهربائية والبرمجيات). وبعد 4 سنوات وأكثر من 10 ملايين يوان من الاستثمار، حققت ثلاثة اختراقات تكنولوجية أساسية وطوّرت بشكل مستقل "نظام اكتشاف اختراق اللحام في الوقت الحقيقي RWD" - مما يتيح التطبيق الصناعي لـ FD-OCT. تم تصميمه لمراقبة جودة العملية الكاملة للحام الاختراق العميق (اللحام بتكوين ثقب المفتاح)، فهو يحافظ على جودة اللحام طوال الوقت.

بفضل سلسلة تقنية كاملة مبنية عبر مسارات وخوارزميات وبرامج بصرية تم تطويرها ذاتيًا بنسبة 100%، يوفر "نظام RWD" أداء كشف على مستوى الميكرون. فهو يحول "فحص اختراق اللحام بنسبة 100% في الوقت الفعلي" من مفهوم معملي إلى أداة إنتاج ضخمة. تم تسليم العشرات من الأنظمة، مع طلبات متكررة من عملاء بطاريات الليثيوم الرائدين، مما يجعلها "تكوينًا قياسيًا" لترقيات العمليات في قطاعات بطاريات الطاقة والإلكترونيات الدقيقة.

02 الإنجازات التكنولوجية: إعادة تعريف معايير الصناعة

يستخدم نظام RWD التصوير المقطعي التوافقي البصري لمجال التردد (FD-OCT)، والذي يقيس عمق اللحام بدقة عالية عبر مقياس تداخل ميشيلسون. عندما يتشكل ثقب المفتاح (الهيكل الغائر) أثناء اللحام، يزداد طول المسار البصري لضوء العينة. من خلال تحليل هذه التغييرات (على سبيل المثال، من 5000 ميكرومتر (غير ملحوم) إلى 5500 ميكرومتر (ملحوم)، مما يشير إلى عمق ثقب المفتاح بمقدار 500 ميكرومتر)، يحسب النظام عمق اللحام في الوقت الفعلي بدقة على مستوى الميكرون - مثل استخدام موجات الضوء باعتبارها "مسطرة" عالية الدقة للقياس الديناميكي. وهذا يحل النقطة العمياء في الصناعة حيث لا تستطيع الطرق التقليدية الحصول على اختراق ميتالوغرافي في الوقت الحقيقي.

مدعومًا بالحوسبة المتوازية المسرَّعة بواسطة وحدة معالجة الرسومات لمعالجة إشارات التداخل في الوقت الفعلي، يتمتع نظام RWD بمعدل أخذ عينات يصل إلى 250,000 نقطة/ثانية لتتبع تقلبات المجمع المنصهر بدقة. إنه يوفر دقة كشف قابلة للتحديد (20μm/10μm/5μm): بالنسبة للمواد السميكة (≥1mm)، دقة الاختراق أقل من 100μm (أو <10% من إجمالي الاختراق)؛ للمواد الرقيقة (200-400 ميكرومتر)، <30 ميكرومتر. بفضل القدرة القوية على مقاومة التداخل (> حساسية 80 ديسيبل) لتحمل ضوء اللحام المكثف، فإنه يضمن اكتشافًا مفقودًا بالقرب من الصفر في الإنتاج عالي السرعة. تم التحقق من صحته من خلال مئات الآلاف من الاختبارات وتشغيله بثبات لأكثر من عام، كما أن معدل الحكم الخاطئ الخاص به أقل من معايير الصناعة، مما يوفر فحص اختراق بنسبة 100% بدوام كامل لبطاريات الطاقة والإلكترونيات الدقيقة وما إلى ذلك.

ما هو أكثر جدارة بالملاحظة هو أن نظام المعايرة الديناميكية للمسار البصري الذكي الخاص به يتيح المعايرة التلقائية لضوء الكشف وضوء اللحام عبر الحصول على إشارة عالية الدقة وتحديد موقع الذروة (خطأ <10μm). وهذا يضمن المحاذاة المحورية الدقيقة للحزمتين ويحل بشكل فعال انحراف المسار البصري الناتج عن الإزاحة الميكانيكية. يتمتع النظام بثلاث مزايا أساسية:

استقرار عالي

يزيل انحراف الكشف من أجل إنتاج مستمر موثوق به لمدة 365 يومًا

معايرة تلقائية بالكامل

تكتمل المعايرة في غضون 30 ثانية بعد بدء التشغيل أو الاهتزاز أو التوصيل/الفصل، دون الحاجة إلى تدخل يدوي

التعويض الذكي

يقوم بضبط المسار البصري ديناميكيًا للتكيف مع التداخل الخارجي وضمان اتساق الكشف

بالإضافة إلى ذلك، يقوم نظام الدفع الخلفي (RWD) بشكل مبتكر بتطوير 5 مجموعات من خوارزميات تتبع عمق اللحام، والتي تعمل بذكاء على تصفية الضوضاء المتناثرة وإشارات التداخل المتعددة الانعكاس. إنه يتكيف ديناميكيًا مع سيناريوهات اللحام المتنوعة (ماسحات الجلفانومتر، ورؤوس الليزر، والرؤوس المتذبذبة) للكشف الدقيق عن عمق اللحام في الإنتاج عالي السرعة. وفي الوقت نفسه، فهو يدمج أربعة أنظمة معايرة ذكية للتشغيل المستقر في ظل الظروف القاسية:

تعويض الانحراف اللوني الديناميكي:

معايرة الإطار الكامل/التقسيم في الوقت الفعلي لمجالات رؤية اللحام المعقدة

تعويض مزامنة المبلغ:

يعزز استقرار الإشارة متعددة المحطات بنسبة 300%

محاذاة شعاع ذكية:

مسح ثقب المفتاح ثلاثي الأبعاد + تحديد موضع نقطة النبض (خطأ <10 ميكرومتر)

قمع الضوضاء البيئية:

يقوم تلقائيًا بتصحيح انحراف النظام على المدى الطويل

يدعم نظام RWD التغيير السريع لـ 20 تكوينًا للكشف (يتم ذلك عبر تبديل الملفات) ويحتوي على نظام مخصص لتقييم الجودة (QA). فهو يتكيف بمرونة مع تكرارات المعالجة، مما يتيح اكتشاف التغطية الكاملة بدءًا من الأسطح المسطحة البسيطة وحتى الأسطح المنحنية المعقدة.

بالإضافة إلى ذلك، يدعم النظام التفاعل ثلاثي الاتجاهات بين التخزين المحلي وأنظمة MES وقواعد البيانات لتتبع جودة اللحام على مستوى البقعة. تم تحسين الآليات الرئيسية من خلال محاكاة الفيزياء المتعددة (تداخل الحركة/وضع الاهتزاز/تحليل التعب)، مما يزيد من عمر المكونات المهمة بنسبة 30%. إلى جانب المعايرة التلقائية اليومية والدعم من فريق لحام محترف، فإنه يقلل تكاليف الصيانة بشكل كبير ويضمن الموثوقية المستمرة وسط الاهتزازات وتقلبات درجات الحرارة وغيرها من الظروف.

نهاية

يبني "نظام اكتشاف عمق اللحام في الوقت الحقيقي RWD" من شركة UW Laser حلقة تحكم في الوقت الفعلي "للكشف والتغذية المرتدة والتحسين" في اللحام بالليزر، بالاعتماد على فحص الاختراق الكامل على مستوى الميكرون، والتحكم الديناميكي في الاستجابة بالمللي ثانية ونواة الخوارزمية الذكية التكيفية. إنه ينهي تمامًا عصر "النقاط العمياء لفحص العينات" في فحص جودة اللحام.

في المستقبل، ستستخدم شركة UW Laser جوهرها الفني المعتمد للغاية والمعتمد على البيانات في الوقت الفعلي لتطوير اللحام بالليزر بشكل مستمر نحو عصر خالٍ من العيوب.