激光焊接机实验讲义
- 格式:doc
- 大小:93.11 KB
- 文档页数:19
目录? 一、激光基础知识? 二、激光焊原理? 三、激光焊接在DPCA 白车身生产中的主要应用? 四、激光钎焊4.1 激光钎焊系统构成及主要设备4.2 对产品及冲压件的要求4.3 影响焊接质量的因素4.4主要焊接缺陷? 五、激光熔焊5.1 激光熔焊系统构成及主要设备5.2 对产品及冲压件的要求5.3 影响焊接质量的因素5.4 主要焊接缺陷LASER :Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation一、激光基础知识利用受激辐射实现光的放大激光工作物质泵浦源谐振腔单色性好激光的显着特征方向性好、亮度高相干性好 激光焊培训课件【最新资料,WORD 文档,可编辑修改】激光的相位在时间上是保持不变的,合成后能形成相位整齐、规则有序的大振幅光波。
激光器输出的光束发散角度小于10 -3 ~10 -5 弧度光束的模式通常把光波场的空间分布分解为沿传播方向的分布和垂直于传播方向的横截面内的分布。
分别称为纵模和横模。
纵模主要影响激光的频率,对加工性能影响很小。
横模主要影响激光能量在横截面的分布,对加工性能影响很大。
Laser group Laser medium Pump mechanism Wave length Power range Example/ rangeof use气体激光气体或蒸气电激发气体发光 CO 2 -lasers /材料加工HeNe-laser /测量技术受激原子激光 /测量,化学成像.10,6 μm(远红外线)633 nm (rot)175 - 583 nm(紫外线)Up to. 25 kW< 0,1 W< 1000 W(no CW operat.)固体激光晶体或玻璃闪光灯,弧光灯,发光二极管为激发源Nd:YAG-Laser /Nd:Glas-Laser /材料加工Rubin laser红宝石1,06 μm(near IR)694 nm (rot)Up to 6 kW< 20 W (no cw)半导体激光半导体弧光灯,激光用于光谱学可调节.300 nmto1,2 μm< 100 W电激发 670 - 880 nm < 5 W< 100 W< 5000 W染料激光一种浓度很稀的有机染料Single emitter1 cm barrenstacks激光的分类红外光可见光紫外光400-450 W 800-1000 Wenviron 1500 mmSource LASER 激光源Module FIBRE光纤模块Diode POMPAGE二极管DPCA所使用的激光器——光纤激光器UV - C UV - B UV - A IR - A IR - B IR - C10 nm 10 6 nm角膜炎结膜炎白内障红斑视觉损坏视网膜灼伤皮肤灼伤白内障角质灼伤眼睛皮肤射线的穿透性眼睛看YAG固体激光器的线束,会被无知觉的灼伤视网膜(不可逆转的)。
激光焊接实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对激光焊接技术的研究和实践,探究其在金属材料焊接中的应用效果,以及对焊接接头的性能和质量的影响。
二、实验原理。
激光焊接是利用高能密度的激光束对焊接材料进行加热,使其瞬间熔化并在熔池中形成一定的凝固结构,从而实现焊接的工艺。
其主要特点包括焊接速度快、热影响小、焊缝狭窄、热变形小等优点。
三、实验材料和设备。
1. 实验材料,选取了不同种类和厚度的金属材料作为焊接试件,如不锈钢、铝合金等。
2. 实验设备,激光焊接机、激光功率控制器、焊接工作台、激光测温仪等。
四、实验步骤。
1. 准备工作,清洁焊接试件表面,调整激光功率和焦距。
2. 焊接实验,根据实验要求,进行不同材料和厚度的焊接试验,记录焊接参数和焊接过程中的温度变化。
3. 焊接接头分析,对焊接接头进行断面观察、金相分析、力学性能测试等,评估焊接接头的质量和性能。
五、实验结果与分析。
通过对不同材料和厚度的焊接试验,得出了如下结论:1. 激光焊接对不同金属材料有着不同的适用性,需要根据具体材料选择合适的焊接参数和工艺;2. 激光焊接接头的断面呈现出细密的晶粒结构,焊缝形态良好,具有较高的强度和韧性;3. 随着焊接速度的增加,焊接接头的热影响区减小,但焊缝形态和质量也会受到一定影响。
六、实验结论。
本实验通过对激光焊接技术的研究和实践,得出了以下结论:1. 激光焊接技术在金属材料焊接中具有较高的适用性和优越的焊接效果;2. 合理调整焊接参数和工艺,可以获得高质量的焊接接头;3. 激光焊接技术对金属材料的选择、表面处理等有一定要求,需要结合具体情况进行优化。
七、实验改进和展望。
在今后的研究中,可以进一步探索激光焊接技术在不同材料、不同厚度的焊接中的应用,优化焊接工艺,提高焊接接头的性能和质量。
同时,也可以结合其他焊接技术,进行多种技术的组合应用,以满足不同工程领域对焊接接头的需求。
八、参考文献。
1. 李明,激光焊接技术及应用,机械工业出版社,2018。
激光焊接实验报告激光焊接实验报告激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,近年来在工业生产中得到广泛应用。
本次实验旨在探究激光焊接的原理、工艺参数对焊接质量的影响以及激光焊接在不同材料上的应用情况。
一、激光焊接原理激光焊接是利用激光束高能量密度的特性,使焊接材料局部加热至熔点以上,并通过熔融池的形成和凝固来实现焊接的过程。
激光束的高能量密度使得焊接过程能够在极短的时间内完成,从而减少了热对焊接材料的影响区域,避免了热变形和材料的退火等问题。
二、激光焊接工艺参数对焊接质量的影响在实验中,我们通过调整激光功率、焊接速度和焊接距离等工艺参数,探究它们对焊接质量的影响。
1. 激光功率:激光功率的大小直接影响焊接材料的加热速度和熔融深度。
当激光功率过低时,焊接材料无法达到熔点,焊接效果差;当激光功率过高时,会导致焊接材料过度熔化,产生焊缝过宽或焊接变形等问题。
因此,选择合适的激光功率对于获得良好的焊接质量至关重要。
2. 焊接速度:焊接速度决定了激光束在焊接材料上停留的时间,直接影响焊接区域的加热时间和冷却速度。
当焊接速度过快时,焊接材料的加热时间不足,焊接质量较差;当焊接速度过慢时,焊接区域的热量传导时间过长,可能引起焊接材料的过热和变形。
因此,选择适当的焊接速度能够提高焊接质量。
3. 焊接距离:焊接距离是指激光束与焊接材料的距离,它决定了激光束的焦点位置和焊接区域的大小。
当焊接距离过大时,激光束的能量密度降低,焊接质量下降;当焊接距离过小时,激光束的能量密度过高,可能导致焊接材料熔化过度。
因此,选择合适的焊接距离对于获得理想的焊接效果十分重要。
三、激光焊接在不同材料上的应用情况激光焊接技术在不同材料上都有广泛的应用,如金属、塑料、陶瓷等。
1. 金属焊接:激光焊接在金属焊接领域具有独特的优势。
由于激光束的高能量密度和聚焦性,可以实现对金属材料的高精度焊接,焊接接头的强度和密封性都较高。
激光焊接还可以用于焊接不同种类的金属材料,如不锈钢、铝合金等。
焊接实验报告一、实验目的(1)了解激光焊接热导焊和深熔焊两种焊接模式的原理,特别要掌握激光深熔焊的原理。
(2)了解激光焊接工艺参数对焊接成形的影响规律,利用实验方法获得焦点位置,激光功率和焊接速度对激光焊接焊缝成形的硬性规律。
(3)测定焦点位置对激光焊接熔化效率的影响曲线。
二、实验内容(1)学习并掌握激光熔焊的原理,主要包括小孔的形成,等离子体的产生和对焊接过程的影响,以及激光深熔焊焊缝成形特征。
(2)利用光纤激光器焊接低碳钢样品,焊接后制备焊接横断面的金相试样,用光学显微镜观察并记录不同焊接工艺条件下焊缝成形的特点,测试焊缝容身和焊缝宽度随焦点位置、激光功率和焊接速度的变化规律。
(3)测量焊缝断面面积,得到焦点位置对激光焊接熔化效率的影响。
三、实验原理激光焊接有两种模式进行,一种是给予小孔效应的激光深熔焊,另外是给予热传导方式的激光热导焊。
当激光的功率密度大于52510/W cm的激光束照射到金属材料表面时,材料产生蒸发并形成小孔。
深熔焊过程产生的金属蒸汽和保护气体,在激光作用下发生电离,从而在小孔内部和上方形成等离子体,这个充满金属蒸汽和等离子体的小孔就像一个黑体,入射激光进入小孔后经过小孔壁多次反射吸收后达到90%以上的激光都被小孔吸收,小孔周围的金属被小孔壁传递的能量熔化。
随着光束的移动,小孔前方的金属材料被连续蒸发,小孔以一种动态平衡的方式向前移动,保卫小孔的熔融金属沿小孔周围向后流动,随后冷却并凝固形成焊缝。
当激光的功率密度较低时,激光辐射能量作用于材料表面,激光辐射能再表面转化为热量。
表面热量通过热传导向内部扩散,使材料熔化,在两材料链接区的部分形成熔池。
熔池随着激光束一道向前运动,熔池中的熔融金属并不会向前运动。
在激光束向前运动后,熔池中的熔融金属随之凝固,形成连接两块材料的焊缝。
激光辐射能量值作用于材料表面,下层材料的熔化靠热传导进行。
激光能量被表层10~100nm的薄层所吸收使其溶化后,表面温度继续升高,使熔化温度的等温线向材料深处传播。
激光焊接机实验指导书2009-10-13E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器使用说明一、前言E-20GM是一台多功能、高精度的控制主机,配以交流伺服电机和驱动器,加上E-20GM控制主机自备的软件,组成了一个高质量的自动控制系统(用户可完成各种控制任务)。
用E-20TP编程器设置的程序结构和参数直接关系到控制质量的优劣,必须根据加工要求、设备特性、工件的材质、形状、尺寸等因素精心选择,合理搭配,力求达到理想的控制效果。
二、E-20GM主机简要说明E-20GM控制主机以高级工业单片计算机为核心,设置了80位I/O接口和57 件状态指示(LED),因此具有极强的控制功能和测量显示功能。
位移分辨率可达μm级,调节复位率高达10倍;还备有自动/手动切换和紧急停止开关。
E-20GM外形如图一。
1.编程和修改程序时必须处于手动方式(部分指令)2. 参数设定、位置参数、输入输出参数(略)三、编程器(E-20TP)使用说明1.编程器通电后,首先出现版权标志,几秒之后,出现1、2两个选项。
选择第1项,进入在线方式,此时读写的对象是E-20GM内的ROM或RAM。
选择第2项,进入离线方式,此时读写的对象是E-20TP 内的ROM 。
2.选择了离/在线方式后,使用功能键RD (读)/WR (写);INS (插入)/DEL (删除);MNT (监视)/TEST (测试);PATA (参数);OTHER (其它),选择相应的功能进行操作。
RD/WR 、INS/DEL 主要对程序语句进行查阅、写入、修改、插入、删除其相应的状态在编程器显示屏的左上角有指示。
如RD 状态时,显示R 。
MNT/TEST 主要是对程序运行状态(运行到哪条语句,X 、Y 轴的位置)进行监视和进行示教方式手动操作,如返回机械原点、点动。
MNT/TEST 分两项第一项为状态临近(MNT ),选择后出现3个选项。
选择1,可以监视目前运行的指令,顺序号和X 、Y 轴坐标。
选择2,可以监视或强制输出输入点(X ,Y )及中间继电器(M ) 的状态。
选择3,可以修改寄存器的值。
例1:此时可以看到输出点Y0 的状态(有黑方块,则状态为1,否则为0)再按↑,↓可以看到相邻的点的状态.例2:按以上操作就进入强制输出状态,此时按SET,则Y0被置位为1,按RST 复位为0.第二项为测试状态(TEST),又包含5个小项a)返回机械原点.b)更改现在值(更改坐标系).c)定量进给.d)点动.e)单条指令动作.PARA/OTHER选择1进入参数设定四、E-20TP编程器几种常用操作(一)检查E-20GM内的数控程序内容:1.连接E-20GM主机与E-20TP编程器。
2.接通E-20GM电源(由操作台上驱动开关控制)。
3.待显示屏上出现2个选项时,按(1)键,选择“在线方式”。
4.按(RD)键,显示屏左上角显示“R”标志,即进入“读写”状态,可查阅程序内容。
5.用↑或↓键向前或向后逐条查阅程序。
简记为:ON (1)(RD)(↑/↓)开电源()表示按某键(二)检查E-20GM内置参数1-3步骤同前4.按(PARA)键,显示屏左上角显“P”标志,可查看E-20GM内置参数。
即ON (1)(PARA)(↑/↓)程序参数必须与内置参数合理搭配,才能达到预期的控制效果。
(三)修改程序指令:1.“RD”状态下按(INS)键,显示屏左上角出现“I”标志,进入“插入”状态。
2.键入新指令,即可在“”提示符指示的指令前面插入新的内容。
按(DEL)键,显示“D”标志,用(↑/↓)键调整“”的位置,按(GO键)删除“”指示的程序语句。
ON (1)INS)键入新指令 DEL (↑/↓) GO (四)修改内置参数:在(PARA)状态下用(↑/↓)移动光标“”,键入新参数,然后按(GO)键,就可以完成参数删除。
ON (1)(MNT)(I)/手动操作五、编程实例该示例在切换键朝上时运行。
O0,N0; 序号为O0,N0,则默认为当前执行程序LD M9097; 取地址SET Y001; 启动指示灯SET Y002; 关闭光闸cod29; 设为电气原点cod90; 设为绝对坐标cod04K100; 暂停1秒(100×10ms=1s)%SET Y000; 出激光(本实验视情况而定是否开激光)cod04K100;RST Y002; 开启光闸cod01x3366 数值3366代表旋转一周(测试有误差)f2000;%RST Y000; 关激光SET Y002; 关光闸RST Y001; 关指示灯cod30; 返回电气原点m02; 程序结束该示例在切换键朝下时运行。
O0,N0; 序号为O0,N0,则默认为当前执行程序LD M9097; 取地址SET Y001; 启动指示灯SET Y002; 关闭光闸cod29; 设为电气原点cod90; 设为绝对坐标cod04K100; 暂停1秒(100×10ms=1s)%SET Y000; 出激光(本实验视情况而定是否开激光)cod04K100;RST Y002; 开启光闸cod00x-1000y0; 快速移动到点(1000,0)cod01x0y-1000f2000; 从点(1000,0)移动到(0,1000)cod01x-1000f2000; 从点(0,1000)平移到(1000,1000)cod01y0f2000; 从点(1000,1000)移动到(1000,0)%RST Y000; 关激光SET Y002; 关光闸RST Y001; 关指示灯cod30; 返回电气原点m02; 程序结束六、焊接机操作规范1.光学系统由主光路系统、分光系统、光纤传输系统、聚焦系统(激光焊接通常需要一定的离焦量。
光点最小为焦点。
焦点位于工件上方为正离焦,适合焊薄材料;熔深较大时采用负离焦)、观察系统、指示系统(用于指示焊点位置,同时也作谐振腔及其他光学部件的调整基准)及升降机构组成。
2.开机前一定要开循环冷却水!关机后关冷却水!3.开机顺序:循环冷却水——电源——钥匙——选项(on)——确认——(等待预燃灯亮)——装载——N(内存的参数)——确认(响一声代表好了(L后的 . 亮))。
4.关机顺序:选项(off)——确认——(等待预燃灯灭)——钥匙——电源。
5.开“校正”、“驱动”(开驱动光闸才有作用),可手控出焊接激光,也可踩左脚踏。
右脚踏等于程序。
程控等于程序加连续激光。
程序可通过编程器来编。
光闸向上为关,向下为开。
6.用指示光对准后,脚踏出焊接激光。
焊接操作时戴防护眼镜。
7.“监视”用于观察,辅助调整。
8.电流一般300,脉宽一般3。
频率点焊用1Hz,连续焊可根据转速设置。
也可以稍作改变。
9.内部冷却水每一个月或一个半月换一次。
纯净水就可以。
10.左小台子电机驱动可手动也可编程。
焊接机编程操作要点1、要编写新程序,应在编程模式下进行,选择WR模式或者INS模式均可,在编程器内部某个程序之前或之后按INS键插入程序,先输入与已存储的程序号不相同的新的程序号,再按顺序输入指令。
要执行某个程序,先把当前执行程序(默认是O0,N0)改成其他程序号,再把要执行的程序号改成O0,N0方可执行程序。
2、在设计行进路线时,必须考虑到是工作台移动而激光不动,因此,应在图纸坐标的参数前加负号。
3、在直线行进代码中,在激光焊接机当前设定下,可认为数值40代表行进1mm,例如x1000表示沿x轴正向行进25mm,y-200代表沿y轴负向行进5mm。
4、直线加工格式中x或y有一者缺省则代表缺省方向的坐标不变。
5、在程序设计时,应该注意当前使用的是绝对坐标还是相对坐标。
6、顺时针插补示意图设起点为原点(0,0),则语句:Cod02 x-500 y-500 i-250 j-250 f1000;的意思是以顺时针方向从(0,0)点沿圆心(0+250,0+250),半径为250×1.414的圆弧到达点(500,500)点。
若指令换成Cod03,则表示沿逆时针方向。
这些语句都需要在“切换”键朝下时执行。
加负号是因为工作台动而激光器不动。
7、修正或补偿的代码Cod73~Cod75执行一次后一直有效,直到执行Cod76命令为止。
补偿的意思是在后续代码操作数的基础上总是加上或减去某一个数值。
8、在使用类似Cod00的代码时,应注意在之前插入“关激光”的语句。
9、编程时,输完一条指令按GO结束,指令内部的空格按SP来实现,但屏幕上会以换行方式显示。
如输入错误,按CLEAR即可重新输入。
实验一开关机操作与点动一、实验目的:了解E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器和JHM-5GX-200C 型激光焊接机的基本操作。
二、实验设备:E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器,JHM-5GX-200C型激光焊接机。
三、实验内容1、如果要进行焊接操作,必须先打开冷却水开关。
本实验不要求进行激光操作,故省去该步骤。
确认总电源开启,两个急停按钮都处于凸起状态,打开空气开关,扭动钥匙,液晶屏上显示“.P”字样。
2、按下操作台旁边控制面板上的“驱动”和“校正”两个按钮,此时焊接指示灯开启,编程器启动。
3、编程器上选择online mode,然后选择四个功能按钮中的任意一个以实现相应的功能。
4、在编程器上依次选择“MNT/TEST”→“TEST”→“ZRN”,然后在操作台控制面板上分别按下“X+”“X-”“Y+”“Y-”,观察工作台如何运动;改变控制面板右上角的切换键状态,再观察工作台如何运动,记录各个方向的正向。
5、实际测试一下在当前设定下,使工作台旋转一周需要使X轴参数改变多少。
6、关机:反扭钥匙,按下两个急停按钮(目的是为了安全,下次开机时要打开按钮),关空气开关,如果进行了激光焊接操作则还应关掉冷却水。
四、思考题1、如果使用焊接机进行焊接,f值应该取大些还是小些?如果用来进行刻线,f 值应该取大些还是小些?2、出激光时,我们并没有看到像电焊一样耀眼的亮光,为什么还要带上专用防护眼镜?该激光的波长是多少?3、在焊接较薄的材料时,应该让光束的焦点位于工件上方还是下方合适?如果要求熔深较大呢?实验二使用编程器编程控制工作台移动一、实验目的:初步掌握用E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器进行编程,从而对JHM-5GX-200C型激光焊接机进行控制。
二、实验设备:E-200GM/E-20TP两轴位置控制器及编程器,JHM-5GX-200C型激光焊接机。
三、实验内容:利用编程器输入指令控制焊接机操作台按预定轨迹运动。
编程的时候必须让白色接线上方的按钮朝下。
编程完毕后,按下控制面板上的“程序”按钮,程序开始执行,如发现程序运行不对(比如工作台行进机构超出行程!)或者遇到危险情况,应马上按下“暂停”或者“驱动”甚至是红色急停按钮。