激光焊接機特點有哪些?如何維護保養(yǎng)激光焊接機?
激光焊接機是激光材料加工用的機器,又常稱為激光焊機、鐳射焊機,按其工作方式常可分為激光模具燒焊機、自動激光焊接機、激光點焊機、光纖傳輸激光焊接機,光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴散,將材料熔化后形成特定熔池以達到焊接的目的。
如何維護保養(yǎng)激光焊接機
激光焊接機的日常使用與維護必須由經(jīng)過專門培訓(xùn)的人員進行,否則容易產(chǎn)生嚴重的人為損壞。保養(yǎng)過程中,我們還需要注意以下六點事項:
(一)冷卻水的純度是保證焊槍激光輸出效率及激光器聚光腔組件壽命的關(guān)鍵,使用中應(yīng)每周檢查一次內(nèi)循環(huán)水的電導(dǎo)率,保證其電導(dǎo)率30.5MW?cm,每月必須更換一次內(nèi)循環(huán)的去離子水,新注入純水的電導(dǎo)率必須32MW?cm。隨時注意觀察冷卻系統(tǒng)中離子交換柱的顏色變化,一旦發(fā)現(xiàn)交換柱中樹脂的顏色變?yōu)樯詈稚踔梁谏?,?yīng)立即更換樹脂;
(二)在氣溫較高或較潮濕的環(huán)境下,焊槍激光器運行中應(yīng)隨時注意觀察冷卻水循環(huán)的管道或激光聚光腔上是否出現(xiàn)因水溫過低產(chǎn)生的“凝露”現(xiàn)象?!澳丁背霈F(xiàn)會造成YAG晶體端面的損傷,導(dǎo)致輸出功率下降甚至不能出光,使用中一定要加以注意。如果出現(xiàn)“凝露”應(yīng)立即停止激光焊接機的使用,待聚光腔表面的水分自然干燥后重新檢查YAG光學(xué)表面的狀況,確定是否要清洗YAG棒,檢查一切正常的情況下才能再次開機,開機前注意適當調(diào)高溫控器的下限設(shè)定溫度。正常運行中還應(yīng)注意觀察制冷系統(tǒng)的鈦管上是否結(jié)霜,如果出現(xiàn)結(jié)霜,可能是制冷系統(tǒng)中的氟利昂不夠所致,應(yīng)立即請有關(guān)的專業(yè)人士進行補充并檢查是否存在泄露;
(三)將萬用表置于2MW電阻檔,把兩支表筆測量端的金屬外露部分以1cm的間隔距離,平行地插入冷卻水面,此時的電阻讀數(shù)至少應(yīng)大于250kW。若讀數(shù)低于此數(shù)值,應(yīng)立即更換焊槍冷卻水;
(四)為了保證焊槍激光器一直處于正常的工作狀態(tài),連續(xù)工作二周后或停止使用一段時間時,在開機前首先應(yīng)對YAG棒、介質(zhì)膜片及鏡頭保護玻璃等光路中的組件進行檢查,確定各光學(xué)組件沒有灰塵污染、霉變等異?,F(xiàn)象,如有上述現(xiàn)象應(yīng)及時進行處理,保證各光學(xué)組件不會在強激光照射下?lián)p壞;
(五)設(shè)備操作人員可以經(jīng)常用黑色像紙檢查激光器輸出光斑,一旦發(fā)現(xiàn)光斑不均勻或能量下降等現(xiàn)象,應(yīng)及時對焊槍激光器的諧振腔進行調(diào)整,確保激光輸出的光束質(zhì)量;
(六)檢查焊槍保護連鎖電路不銹鋼焊條:該冷卻系統(tǒng)專門針對激光設(shè)備的特點,設(shè)計了超溫聲音報警,超溫連鎖,流量開關(guān)連鎖,液位保護連鎖等保護措施。使用中應(yīng)經(jīng)常檢查以上保護電路,保證其功能正常有效。檢查工作可以利用換水時進行。
激光焊接機的主要優(yōu)點
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設(shè)備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊,并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,并能對異性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可進行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應(yīng)用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù),使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。
7、激光束易實現(xiàn)光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件
技術(shù)工藝參數(shù)
(1)功率密度。功率密度是加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度,在微秒時間范圍內(nèi),表層即可加熱至沸點,產(chǎn)生大量汽化。因此,高功率密度對于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。對于較低功率密度,表層溫度達到沸點需要經(jīng)歷數(shù)毫秒,在表層汽化前,底層達到熔點,易形成良好的熔融焊接。因此,在傳導(dǎo)型焊接中,功率密度在范圍在
(2)脈沖波形。脈沖波形在焊接中是一個重要問題,尤其對于薄片焊接更為重要。當高強度束射至材料表面,金屬表面將會有的能量反射而損失掉,且反射率隨表面溫度變化。在一個脈沖作用期間內(nèi),金屬反射率的變化很大。
(3)脈沖寬度。脈寬是脈沖焊接的重要參數(shù)之一,它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù),也是決定加工設(shè)備造價及體積的關(guān)鍵參數(shù)。
(4)離焦量對焊接質(zhì)量的影響。焊接通常需要一定的離做文章一,因為焦點處光斑中心的功率密度過高,容易蒸發(fā)成孔。離開焦點的各平面上,功率密度分布相對均勻。離焦方式有兩種:正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負離焦。按幾何光學(xué)理論,當正負離焦平面與焊接平面距離相等時,所對應(yīng)平面上功率密度近似相同,但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過程有關(guān)。實驗表明,加熱材料開始熔化,形成液相金屬并出現(xiàn)問分汽化,形成市壓蒸汽,并以極高的速度噴射,發(fā)出耀眼的白光。與此同時,高濃度汽體使液相金屬運動至熔池邊緣,在熔池中心形成凹陷。當負離焦時,材料內(nèi)部功率密度比表面還高,易形成更強的熔。