理论教育 激光焊设备的组成及原理分析

激光焊设备的组成及原理分析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了进行材料的焊接和加工,常用的有固体激光设备和气体激光设备。激光焊设备的组成包含以下几部分。激光器 激光器是激光焊接设备中的重要部分,提供加工所需的光能。对激光器的要求是稳定、可靠,能长期正常运行。激光加工机的精度对焊接或切割的精度影响很大。以上是激光焊接设备的典型组成,实际上,由于应用场合不同,加工要求不同,上述的各个部分不一定都具备,各个部分的功能也差别很大,在选用设备时可根据实际应用而定。

激光焊设备的组成及原理分析

为了进行材料的焊接和加工,常用的有固体激光设备和气体激光设备。激光焊设备的组成包含以下几部分。

(1)激光器 激光器是激光焊接设备中的重要部分,提供加工所需的光能。对激光器的要求是稳定、可靠,能长期正常运行。

(2)外光路、光束处理与聚焦系统 用以进行光束的传输和聚焦。在小功率系统中,聚焦多采用透镜,在大功率系统中一般采用反射聚焦镜。

(3)机床主机及带有专用功能的数控系统 用以产生工件与光束间的相对运动。激光加工机的精度对焊接或切割的精度影响很大。根据光束与工件的相对运动,加工机可分为二维、三维和五维。二维的在平面内xy两个方向运动,三维的增加了与xy平面垂直方向上的运动;五维的则是在三维的基础上增加了zy平面内360°的旋转以及xy平面在z方向±180°的摆动,可实现全方位加工。

(4)计算机及应用软件 计算机用于对整个激光加工机进行控制和调节。如控制激光器的输出功率,控制工作台的运动,对激光加工质量进行监控等。利用计算机可以控制整个加工机的焊接参数或加工参数,使焊接和加工过程在最好的焊接和加工参数范围内进行,得到良好的加工质量。(www.daowen.com)

(5)检测与控制系统 包括辐射参数传感器、工艺参数传感器及其控制系统。辐射参数传感器用来监测激光输出参数变化。监测加工区的温度、加工件表面的状态、光束截面的亮度,并将信号传给程控设备,主要用于检测激光器的输出功率或输出能量,并通过控制系统对功率或能量进行控制。工艺参数传感器主要用于检测加工区域的温度、工件的表面状况以及等离子体的特性等,以便通过控制系统进行必要的调整。控制系统的主要作用是输入参数并对参数进行实时显示、控制,另外,还有保护和报警等功能。

(6)辅助气体控制与冷却系统 焊接时该系统的主要功能是输送惰性气体和保护焊缝。大功率激光焊时,在熔池上方产生蒸气等离子体,该等离子会对光束产生反射、吸收和散射,减小能量利用率,使熔深变浅,这时,输送适当的气体可将焊缝上方的等离子体部分吹走。针对不同的焊接材料,输送适当的混合气以增加熔深。

(7)准直激光器 一般采用小功率的He-Ne激光器进行光路的调整和工件的对中。

以上是激光焊接设备的典型组成,实际上,由于应用场合不同,加工要求不同,上述的各个部分不一定都具备,各个部分的功能也差别很大,在选用设备时可根据实际应用而定。

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