激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一,主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過程屬熱傳導(dǎo)型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復(fù)頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。
由于其獨(dú)特的特點(diǎn),已成功地應(yīng)用于微、小型零件焊接中。
1、YAG激光焊接原理激光焊接機(jī)的工作是應(yīng)用高能脈沖激光來實(shí)現(xiàn)。
激光電源首先把脈沖氙燈點(diǎn)著,通過激光電源對(duì)氙燈脈沖放電,形成一定頻率,一定脈寬的光波,該光波經(jīng)過聚光腔輻射到Nd:YAG激光晶體上,激發(fā)Nd:YAG激光晶體發(fā)光,再經(jīng)過激光諧振腔諧振之后,發(fā)出波長(zhǎng)為1064nm脈沖激光,該脈沖激光經(jīng)過擴(kuò)束、反射(或經(jīng)光纖傳輸)聚焦后打在所要焊接的物體上;在PLC或工業(yè)PC機(jī)的控制下,移動(dòng)數(shù)控工作臺(tái),從而完成焊接。
焊接時(shí)所需要的脈沖激光的頻率、脈寬、占空比、工作臺(tái)速度、移動(dòng)方向均可用單片機(jī)、PLC或工業(yè)PC機(jī)來控制,通過對(duì)激光的頻率、脈寬的不同設(shè)定可調(diào)節(jié)控制脈沖激光的能量。
2、YAG激光焊接特點(diǎn)? 具有高的深寬比,焊縫寬度小,熱影響區(qū)域小,變形小,焊接速度快? 焊縫平整、美觀,焊后無需處理或只需簡(jiǎn)單處理工序? 焊縫質(zhì)量高,無氣孔,可減少和優(yōu)化母材雜志,組織焊后可細(xì)化,焊縫強(qiáng)度、韌性至少相當(dāng)于甚至超過母材金屬? 可**控制,聚焦光點(diǎn)小,可高精度定位,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化? 可實(shí)現(xiàn)某些異種材料間的焊接? 可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊、對(duì)接焊、疊密封焊等3、可焊接材料可應(yīng)用于鈦、鎳、錫、鋅、銅、鋁、鉻、鈮、金、銀等多種金屬及其合金,及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接,也可應(yīng)用于銅-鎳、鎳-鈦、銅-鈦、黃銅-銅、低碳鋼-銅等多種異種金屬間的焊接。
三、PB25CE激光焊接機(jī)簡(jiǎn)介該機(jī)型已通過CE認(rèn)證,證書編號(hào):2007-RGC-LVD-0002(Rev.1)、07-RGC-SM-0106(Rev.1)。
PB25CE光纖傳輸激光焊接機(jī)在激光實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)的控制下由Nd3+:YAG固體激光器產(chǎn)生波長(zhǎng)1064nm的激光,激光耦合到光纖后傳輸?shù)胶附庸の唬?jīng)光纖輸出聚焦后,對(duì)焊件進(jìn)行多面或多點(diǎn)焊接。
具有單點(diǎn)能量穩(wěn)定,光束質(zhì)量好,光斑均勻細(xì)小,安裝移動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn)。
另外,由于激光器的熱透鏡效應(yīng)帶來的光束模式變化引起的聚焦光束的焦面浮動(dòng)通過光纖傳輸后得到有效的抑制,使每個(gè)焊點(diǎn)效果更趨向一致,焊縫質(zhì)量明顯得到提高。
1、PB25CE光纖傳輸激光焊接機(jī)系統(tǒng)組成PB25CE光纖傳輸激光焊接系統(tǒng)由YAG激光器、PFCS激光功率實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)、BC04KWCE充電電源、PPS500ACE放電電源、光纖導(dǎo)光系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成。
YAG激光發(fā)生器采用進(jìn)口陶瓷反射腔體,通過一支氙燈泵浦Nd3+:YAG激光晶體,平均輸出激光功率30W,峰值激光功率3KW。
光纖導(dǎo)光系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置為1路,可達(dá)4路(選配),標(biāo)準(zhǔn)光纖長(zhǎng)度5m,另外每路還可選配CCD焊接監(jiān)視系統(tǒng)。
PFCS激光功率實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)。
采用實(shí)時(shí)激光功率反饋控制系統(tǒng),排除因電網(wǎng)波動(dòng),水溫變化,氙燈老化,鏡架調(diào)整等問題引起的激光能量不穩(wěn)定現(xiàn)象,保證了長(zhǎng)期運(yùn)行能量不衰減,能量輸出穩(wěn)定度高。
此系統(tǒng)可根據(jù)客戶預(yù)先設(shè)定的激光波形,結(jié)合激光功率檢測(cè)裝置,對(duì)激光電源實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電源的輸出電流,從而實(shí)現(xiàn)激光的可編程輸出。
激光脈沖波形可任意編輯,以適應(yīng)各種各樣的焊接需求。
激光波形總共可設(shè)定50套波形數(shù)據(jù),每套波形包含16段數(shù)據(jù),每段數(shù)據(jù)分別需要設(shè)時(shí)間、激光功率百分比兩個(gè)參數(shù)。
激光電源采用IGBT開關(guān)電源,具有過流、過載、脈寬、溫度等電路保護(hù),維護(hù)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。
2、性能參數(shù)激光波長(zhǎng)1064nm 激光輸出功率30W 激光脈沖能量25J光纖輸出數(shù)量4路,可時(shí)間分光和能量分光 脈沖寬度≤50ms激光頻率≤200Hz 光纖芯徑0.2mm(標(biāo)配)主機(jī)耗電功率≤2.8KW 電力需求單相220V±5% 50,空氣斷路器40A 控制系統(tǒng)PFCS激光功率實(shí)時(shí)反饋系統(tǒng) 閉環(huán)反饋控制功能有,激光功率反饋冷卻方式內(nèi)置風(fēng)冷瞄準(zhǔn)定位紅光指示(CCD、監(jiān)視器選配)外形尺寸900mm*384mm*805mm 3.準(zhǔn)直聚焦頭4.能量分光與時(shí)間分光5、工作環(huán)境要求1)環(huán)境溫度要求在15-35℃之間,要求裝空調(diào)。
2)濕度要求為40%-80%。
無結(jié)露,應(yīng)該安裝除濕機(jī)。
3)供電電網(wǎng)要求:AC220V,50Hz4)供電電網(wǎng)波動(dòng):±5%,電網(wǎng)地線符合國際要求。
電壓振幅5%以上的地區(qū),應(yīng)加裝自動(dòng)穩(wěn)壓、穩(wěn)流裝置。
5)安裝設(shè)備附近應(yīng)無強(qiáng)烈電磁信號(hào)干擾。
安裝地周圍避免有無線電發(fā)射站(或中繼站)。
6)地基振幅:小于50um;振動(dòng)加速度:小于0.05g。
避免有大量沖壓等機(jī)床設(shè)備在附近。
7)設(shè)備空間要求要保證無煙無塵,避免金屬拋光研磨等粉塵嚴(yán)重的工作環(huán)境。
8)氣壓:86-106kpa。
9)某些環(huán)境應(yīng)裝防靜電地板,加強(qiáng)屏蔽等10)工作冷卻循環(huán)水的水質(zhì)有嚴(yán)格要求,要求使用純凈水、去離子水或蒸餾水,不可以使用自來水、礦泉水等含有較高金屬離子或其他礦物質(zhì)的水質(zhì)。
6、行業(yè)應(yīng)用 PB25CE具有光束好、光斑細(xì)、穿透能力強(qiáng),安裝靈活、可遠(yuǎn)距離控制操作等優(yōu)點(diǎn),尤其是其能量穩(wěn)定性控制遠(yuǎn)優(yōu)于電流反饋或無反饋激光焊接機(jī),這是PB25CE在國內(nèi)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域有手機(jī)外殼,筆記本電腦外殼,光纖連接器、電子元器件、**制造、儀器儀表、醫(yī)療器械等精密零件的焊接。