激光焊接机的核心组件有哪些?
一、激光源功能:产生高能量密度的激光束,是焊接机的“心脏”。
类型与特点:
光纤激光器:波长1.06μm,电光效率高(>30%),适合金属焊接(如不锈钢、铝合金)。
CO₂激光器:波长10.6μm,功率高(可达20kW),适合厚板焊接,但体积大、维护复杂。
半导体激光器:波长808-980nm,结构紧凑,适合薄板及塑料焊接(如电子封装)。
二、光学系统
光束传输与聚焦
扩束镜:调整激光束直径,优化聚焦性能。
聚焦镜:将激光束聚焦至微米级光斑(如焦距100mm,光斑直径0.1mm),提升能量密度。
振镜系统:通过高速反射镜控制光束路径,实现动态焊接(如三维路径、多焊缝同步)。
保护与辅助
保护镜片:防止飞溅物污染光学元件,需定期更换。
准直器:校正光束发散角,确保传输稳定性。
三、冷却系统
功能:散热以维持激光器与光学元件温度稳定,防止热变形或功率衰减。
类型:
水冷系统:用于高功率激光器(>1kW),通过循环去离子水冷却。
风冷系统:用于低功率设备(<500W),体积小但散热能力有限。
四、控制系统
硬件
PLC/工控机:控制焊接流程(如功率、速度、路径)。
运动控制卡:驱动振镜或机械臂实现高精度运动。
软件
人机界面(HMI):参数设置与实时监控。
工艺数据库:存储优化参数。
五、辅助气体系统
功能:
保护焊缝:使用惰性气体防止氧化(如钛合金焊接)。
吹扫熔池:通过高压气体清除飞溅,提升表面质量。
组件:气瓶、减压阀、电磁阀、喷嘴(角度可调)。
六、工作台与运动系统
固定式工作台:用于小型零件焊接,搭配手动/自动夹具定位。
机器人集成:
六轴机械臂:复杂曲面焊接。
直线电机平台:高速高精度直线焊接。
七、传感器与监测系统
实时检测:
温度传感器:红外测温监控熔池温度,防止过热。
视觉系统:CCD摄像头检测焊缝位置与质量。
闭环反馈:根据监测数据动态调整功率与速度。
八、安全防护装置
激光防护罩:封闭光路,防止激光泄漏。
紧急停止按钮:突发情况下立即切断电源。
光栅/区域传感器:人员闯入时自动停机。
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