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机的结构及优点振镜激光焊接

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  相对于传统方式,振镜式激光焊接机以高速移动的扫描镜片代替二维工作台,配合强大图 形处理功能的专业软件,实现了程序控制的瞬时多点焊接,有效地提高了生产效率和灵活 性。

  振镜扫描激光点焊机是引进国外先进技术,在关键部件采用优质进口部件生产而成的,焊 机使用了扫描镜组的动态焊接工艺,并采用扫描镜片的移动代替工件移动或焊接镜组移动 的方式,使振镜镜片在扫描镜头内将激光光束快速在焊点之间切换,焊点之间的距离越大, 工件上的焊点数量越多,优势越明显。采用这种技术,焊接时间可以降低 60%。机的结构及优因此,一 个扫描镜组工作站可以代替几个传统的焊接工作站。

  该激光焊接机(如图 1 所示)主要由激光器系统、电源系统、振镜扫描系统、计算机控制

  激光器系统主要由激光工作物质、泵浦氙灯、聚光腔及谐振腔组成。振镜式激光焊接机激 光工作物质为 YAG 棒。手持激光焊接机主要参数如表 1 所示。

  电源系统主要由主电源、触发电路、控制电路和保护电路等组成,具有过压、过流保护装 置,其电源、脉宽和频率均可调,可以根据需要设置输出波形,以便于焊接不同材料。该 电源操作面板具有电流、脉宽频率。点振镜激光焊接具体技术指标如表 2 所示。

  (3)激光校正:选用 0.6328um 的 He-Ne 激光准直系统指示光轴位置,指示光与激光同 轴,在加工时可达到寻迹指示的功能,并及时进行对位。

  (4)高速扫描振镜:是使激光按照预定轨迹运行的执行机构,它主要由高精度电机、电机 驱动板、 反射镜、 透镜及直流供给电源组成。 F-θ 其中 F-θ 透镜为进口配件, 焦距 f=100 mm (或 160mm),工作幅面 70mm×70mm(标准)或 110mm×110mm(可选配)。

  计算机控制系统采用专用工业计算机,配置 Inter P4 处理器,抗干扰的工业主板,中文 Windows 2000 操作系统。同时,还精心开发了基于 Windows 界面的专业激光焊接软件, 具备 PHOTOSHOP、COREDRAW、AUTOCAD 等多种绘图功能,系统采用标准工业控 制卡对激光器和扫描头进行数据传输,速度较传统方式提高近 1 倍;且具有个性化的 Windows 用户界面设定。

  激光专用冷却系统是固体激光器中必不可少的辅助装置。在固体激光器中,输入脉冲灯中 的能量只有很少一部分转化为激光能量,其余均转化为热的形式损耗掉了。经综合考虑本 冷却系统采用一体化的 3P 水冷机,温差在± 0.1℃范围内。

  该焊接机采用三维电动可调式工作台,操作方便灵活,定位精度高。X、Y、Z 三个方向可 实现电动、手动调节,调节范围 200mm×80mm×200mm。连接光纤传导器和扫描工作台 (如图 2 所示)配合使用。

  此外,在实际使用中可配备多套夹具以满足高速的上下料工作。例如,应某圆柱型电 池极耳的焊接要求,可采用平板式工装夹具,此方式为固定工件式焊接,在 110 mm×110 mm 的夹具范围内安装多个盖帽,当夹具运行到工作状态下,激光在软件控制下快速扫描 完成焊接工作,焊接完后,按下按钮,夹具自动退出,放上另一套放满工件的夹具,再运 行到工作状态。

  该设备焊接速度快、焊斑小(焦点处光斑直径仅为 0.3mm),手持激光焊接机焊接热量少,热变形小。产 品的导光系统通过振镜的快速移动,使激光的点焊能够高效稳定地进行。根据焊接材料的 不同,可以设定输出能量波形、进行波形控制,以达到更为理想的焊接效果。焊接机采用 工业控制机和进口 PLC 的双向控制, 使高速度振镜系统与数控工作台能够很好地结合在一 起, 与传统的步进电机运动、 激光光路固定连续焊接方式相比,激光切割职业病危害 焊接效率可提高 10 倍以上, 实现激光在线焊接全自动化。 例如,手持激光焊接机 选用原先的硬光路传输的激光焊接机焊接极耳 (2 点) ,激光切割职业病危害 效率为 1100 个/h;选用振镜扫描式激光点焊机焊接极耳(多点)能达到 2000 个/h。焊接 速度达到 1~20 点/s,有效缩短了焊接时间,所以特别适用于手机屏蔽罩、激光切割职业病危害金属手机或金属

  电容器外壳、硬盘、微电机、传感器等超薄形不锈钢电路板嵌件的点焊,尤其是圆柱电池 极耳的焊接。 目前该设备已应用于天津力神、 ATL 以及 BYD 等多个大, 效果良好。 (end)

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