焊接时通常采用聚焦方式会聚激光,一般选用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比,焦距越短,光斑越小。但焦距长短也影响焦深,即焦深随着焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必须保持透镜与工件的间距,且熔深也不大。由于受焊接过程中产生的飞溅物和激光模式的影响,实际焊接使用的焦深多为焦距126mm(5”)。当接缝较大或需要通过加大光斑尺寸来增加焊缝时,
激光切割机故障维修
焊接时通常采用聚焦方式会聚激光,一般选用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比,焦距越短,光斑越小。但焦距长短也影响焦深,即焦深随着焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必须保持透镜与工件的间距,且熔深也不大。由于受焊接过程中产生的飞溅物和激光模式的影响,实际焊接使用的焦深多为焦距126mm(5”)。当接缝较大或需要通过加大光斑尺寸来增加焊缝时,可选择254mm(10”)焦距的透镜,在此情况下,为了达到深熔小孔效应,需要更高的激光输出功率(功率密度)。激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化,特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面,效果显著,取得了很大的经济效益与社会效益。
当激光功率超过2kW时,特别是对于10.6μm的CO2激光束,由于采用特殊光学材料构成光学系统,为了避免聚焦透镜遭光学破坏的危险,经常选用反射聚焦方法,一般采用抛光铜镜作反射镜。由于能有效冷却,它常被推荐用于高功率激光束聚焦
为了消除或减少激光焊接的缺陷,更好地应用焊接方法,提出了一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺,主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外还提出了各种辅助工艺措施,如激光填丝焊(可细分为冷丝焊和热丝焊)、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等。(1)功率密度。 功率密度是激光加工中关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在10^4~10^6W/CM^2。(2)激光脉冲波形。 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。激光焊接技术属于熔融焊接,以激光束为能源,使其冲击在焊件接头上以达到焊接目的的技术。(3)激光脉冲宽度。 脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。(4)离焦量对焊接质量的影响
激光填丝焊技术在保持了激光自熔焊的高质量、、低变形、率等许多优点的同时、克服了其焊缝冶金调整困难及对加工、装配要求苛刻的缺点,是一种具有广阔应用前景的激光焊接新技术。开发的激光填丝焊接装备主要应用于厚板的激光加工中,该装备应用大型构件反变形控制技术,实现大尺寸工件的高质量焊接。该装备开拓了大型框体结构厚板焊接的激光加工领域。操作时,只需改变数控程序,就可适用不同形状零件的切割,既可进行二维切割,又可实现三维切割。
移动式激光熔覆设备主要有前端执行机构和后端设备组成,前端执行机构包括多轴工业机器人、移动承载车体、电气控制系统、送粉机构、激光熔覆头、熔覆喷嘴组成;2)熔化切割,激光熔化切割时,用激光加热使金属材料熔化,喷嘴喷吹非氧化性气体(Ar、He、N等),依靠气体的强大压力使液态金属排出,形成切口。后端设备包括高功率光纤激光器、水冷机、动力电源箱、保护气体组成。使用同一机器人,不仅可以用于激光熔覆,还可以用于机器人自动打磨,对熔覆完成的零件进行打磨抛光。还可配置模块化的变位机转台,通过总线控制与机器人协同工作。
除此之外,针对大型设备的修复现场,尤其是无法进行拆卸和运输的工件,可移动式激光熔覆设备可提供高质量增材修复工艺的选择。该设备应用不仅解决了大型成套设备连续可靠运行所必须解决的抢修难题,避免了拆卸、运输、异地修复、安装的过程,节省了工人劳动强度和修复时间,为企业减少停机时间和避免更换新件和运输的费用。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏,一般需要后续机械加工才能恢复。一般综合效益是传统方法的几十倍甚至几百倍

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