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高功率光纤激光器远程焊接技术

发布日期:2023-01-30 21:14

本文摘要:1.概述了远程激光焊接技术(RLW)。作为非接触机器人激光焊接工艺,近年来取得了很小的发展,应用于提高激光焊接工艺的生产率和提高加工灵活性。RLW的实验研究最常发生在1996年,由JohnMacken明确提出。 RLW的主要特点是宽焦距(平均1600毫米)、高功率、低光束质量激光源和振镜扫描装置的极端融合。RLW加工比传统激光焊接工艺具有更短的灵活性、速度和周期。仍然有RLW技术研究应用于多种类型的激光。

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1.概述了远程激光焊接技术(RLW)。作为非接触机器人激光焊接工艺,近年来取得了很小的发展,应用于提高激光焊接工艺的生产率和提高加工灵活性。RLW的实验研究最常发生在1996年,由JohnMacken明确提出。

RLW的主要特点是宽焦距(平均1600毫米)、高功率、低光束质量激光源和振镜扫描装置的极端融合。RLW加工比传统激光焊接工艺具有更短的灵活性、速度和周期。仍然有RLW技术研究应用于多种类型的激光。

波长为1080nm的高功率光纤激光器不仅需要建立激光束的光纤传输,还需要提高加工的灵活性和讨论的准确性。由于CO2激光器波长长(10.6米),分解后的光束不能通过光纤传输。高功率光纤激光器具有适合的波长和优秀的光束质量,在RLW应用领域具有无可比拟的优势,可以自由选择代替传统的CO2激光器和Nd:YAG激光器。

RLW的工作原理是反射激光束对激光束的光线和位置,高速传输到工件表面[9]。目前在RLW领域特别普遍使用的是2D扫描。2D扫描装置只不过是一个振镜系统,包括两个可以电动旋转的轻型扫描镜。

该系统可以处置5kW输出功率,比3D扫描更经济。当然,RLW面临着拒绝预处理、拒绝对接焊接质量和稳定性、确保维护气体、涂层板的夹紧和定位等多种挑战。RLW比传统激光焊接需要注意更多的工艺参数。这些参数通常可以分为三类:梁质量、加工参数和材料特性。

2.远程激光焊接工艺2.1。工艺原理RLW的概念并不特别神奇。其原理主要是通过扫描仪对工件上方一定距离讨论的激光束展开光和位置。

焦距一般在1000 ~ 1600毫米之间。1996年,JohnMacken开始了第一次RLW实验,使用焦距为1600毫米的激光构建了小孔模式焊接,该实验被指出是RLW工艺发展史上的里程碑。

扫描仪必须支持激光束在面积为1m1m米甚至最大2m3的大型工件上准确检测平均30米/min的焊接速度。常规RLW过程有两种操作模式:构建扫描仪的RLW系统和基于机器人的RLW系统。

构建扫描仪的RLW系统是使用扫描设备(通常是2D扫描仪)放置和审查激光束,如图1(a)右图所示。基于机器人的RLW系统是指通过宽焦距激光光学镜和6轴机器人完成的工作人员,如图1(b)右图所示。(a)(b)图1。

构建扫描仪的RLW系统(A)和基于机器人的RLW系统(B)可以应用于比基于机器人的RLW系统更广泛的领域,处理周期更短,精度更高,但对激光束质量的拒绝也更大。表1是将构建扫描仪的RLW系统和基于机器人的RLW系统与传统激光焊接进行比较的性能。

表1。远程焊接工艺与传统激光焊接工艺的参数比较1=极低/极低2=一般;3=更好2.2。

为了获得良好的远程焊接结果,必须满足以下三个条件:1 .扫描仪2,以确保激光束的准确传输和放置。需要展开宽焦距工作的高质量高功率光纤激光器3。

完全准确地控制工艺参数2.2.1。扫描仪扫描仪可以确保光束根据所需的焊接路径在工件表面正确启动,灵活的轻型扫描头需要在焊点之间非常缓慢地移动光束。这意味着定位所需的时间比传统激光焊接过程要高。

图2右侧的图是扫描头的典型组件。扫描装置主要由振动镜和镜片组组成。在远程焊接中,激光束不首先通过镜头。

镜头可以沿光轴移动,改变焦点方向。激光束通过X真经和Y真经陆续与光引导,最后沿着规定的焊缝在工件表面准确地进行研究。图3响应典型的二维扫描仪系统,包括焊缝跟踪传感器、直线投影装置和高灵敏度的二维扫描装置。

图2。包括扫描头的典型组件图3。


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