振镜激光焊接机是一种利用激光作为热源进行焊接的设备。它主要由激光发生器、振镜扫描系统、聚焦光学系统、控制系统以及辅助装置(如冷却系统、保护气体系统)等部分组成。接下来,跟着小编一起简单了解一下关于激振镜激光焊接机在工作过程中有以下几方面的需求:
环境需求
温度控制:
振镜激光焊接机对工作环境温度有一定要求。一般适宜的温度范围在 18 - 25℃之间。这是因为温度过高会影响激光发生器的性能和稳定性。例如,过高的温度可能导致激光发生器内部的光学元件热变形,使激光束的质量下降,如光斑形状改变、能量分布不均匀等,进而影响焊接效果。同时,温度过高还可能加速设备内部电气元件的老化,缩短设备使用寿命。而温度过低时,一些关键部件的润滑性能会变差,机械传动部分可能出现卡顿现象。
湿度要求:
工作环境的相对湿度通常应保持在 40% - 60%。湿度过高会增加设备发生电气故障的风险,因为水分可能会侵入电气元件,导致短路或者腐蚀。例如,在高湿度环境下,电路板上的电子元器件可能会被氧化,引发接触不良或元件损坏。另外,当激光焊接时,高湿度环境中的水分可能会在焊接部位凝结,混入熔池中,影响焊缝的质量,导致气孔、裂纹等缺陷的产生。
洁净度要求:
设备工作环境需要保持较高的洁净度。焊接过程中,空气中的灰尘、金属碎屑等杂质会对激光光路产生干扰。这些杂质可能会吸附在光学镜片上,降低镜片的透光率,使激光能量损失。例如,当灰尘附着在聚焦透镜上时,激光聚焦效果变差,焊接光斑变大,能量密度降低,无法达到理想的焊接深度和强度。而且,杂质进入设备内部还可能影响机械部件的正常运行,如堵塞电机的散热通道、磨损传动部件等。
电力需求
稳定的电源供应:
振镜激光焊接机需要稳定的电源输入。一般要求电源电压波动范围在额定电压的 ±10% 以内。这是因为激光焊接机内部的激光发生器、振镜电机等关键设备对电压稳定性较为敏感。如果电源电压波动过大,会导致激光输出功率不稳定。例如,当电压过高时,激光发生器的输出功率可能会超出正常范围,使焊接过程中激光能量过高,容易造成焊接材料过度熔化、飞溅,甚至损坏被焊接工件。相反,电压过低时,激光功率不足,无法有效熔化焊接材料,导致焊接不牢固。
足够的功率支持:
根据焊接工件的材料、厚度和焊接工艺的要求,振镜激光焊接机需要相应功率的电力供应。例如,焊接较厚的金属材料(如厚度大于 3mm 的不锈钢)时,需要较高的激光功率来确保焊接能够穿透材料并形成良好的熔池。不同功率的激光焊接机在工作时的电力消耗也不同,通常小型的振镜激光焊接机功率在 500 - 1000W 左右,大型工业用的可能达到数千瓦甚至更高。因此,在设备安装和使用时,要确保供电系统能够提供足够的功率,避免因电力不足导致焊接质量下降或设备无法正常工作。
安全需求
激光防护:
振镜激光焊接机工作时会发射出高能量的激光束,对操作人员的眼睛和皮肤有严重的伤害风险。因此,必须配备有效的激光防护设备。例如,操作人员需要佩戴符合激光波长和能量等级的防护眼镜,防护眼镜的光学密度应能有效衰减激光强度,防止激光对眼睛视网膜造成损伤。同时,工作区域周围应设置防护栏或者遮光罩,避免激光束意外泄漏到周围环境,对无关人员造成伤害。
机械安全防护:
振镜激光焊接机的机械部件在运行过程中也存在一定的安全隐患。例如,振镜电机的高速旋转部件可能会夹伤操作人员的手指,因此需要安装防护盖。设备的工作台在移动过程中,如果操作人员不小心接触,可能会造成挤压伤害,所以要设置限位装置和紧急停止按钮。当发生紧急情况时,操作人员按下紧急停止按钮,能够立即停止设备的所有动作,保障人员安全。
气体安全防护:
在一些激光焊接工艺中,会使用保护气体(如氩气、氮气等)来防止焊接过程中熔池氧化。这些气体在储存和使用过程中需要注意安全。例如,气体钢瓶应放置在通风良好、远离火源和热源的地方,防止气体泄漏引发火灾或爆炸。同时,要确保气体输送管道的密封性,定期检查管道是否有泄漏现象,避免气体泄漏对操作人员造成窒息等危险。
工艺参数需求
激光参数调整:
根据焊接材料的特性(如材料种类、厚度等)和焊接要求(如焊接强度、焊缝外观等),需要精确调整激光参数。激光功率是关键参数之一,例如,焊接铝合金材料时,由于铝合金对激光的吸收率较高,相对较低的激光功率(如 200 - 500W)可能就可以实现良好的焊接效果。而对于高反射率的材料(如铜),则可能需要更高的功率(如 1000W 以上)。激光脉冲频率也很重要,对于薄板材料的焊接,较高的脉冲频率可以使焊接过程更加连续,减少热影响区;而对于厚板焊接,适当降低脉冲频率有助于形成更深的熔池。
振镜扫描参数设置:
振镜扫描速度和扫描范围直接影响焊接效率和质量。扫描速度过快会导致激光在每个焊接点的停留时间过短,能量输入不足,无法形成良好的焊接效果;扫描速度过慢则会使焊接时间过长,热影响区扩大,材料变形增加。扫描范围要根据焊接工件的尺寸和焊接路径来设定,确保激光能够覆盖所有需要焊接的部位。例如,在焊接复杂形状的小型工件时,需要精确设置振镜的扫描范围和路径,使激光能够沿着焊缝准确移动,实现高质量的焊接。
焊接速度和路径控制:
焊接速度应与激光功率、振镜扫描速度等参数相匹配。合适的焊接速度能够保证焊接质量和效率的平衡。焊接路径的规划也非常重要,对于连续的焊缝,要确保路径的连续性和平滑性,避免出现焊接中断或焊缝重叠不均匀的情况。在一些自动化焊接过程中,可以通过编程预先设定焊接路径,使设备能够按照设定的路径自动完成焊接作业。