镭射焊接机工作原理

1、镭射焊接的原理在我们实际生活中,各种部件是由材料组成。 不同的材料,其本身的反射镭射的特性决定了镭射能否对其起作用的大小。反 射率越搞,意味着吸收的光能越少。反之,则吸收的光能越多。 反射率除本身材料有关系外,还与金属表面的粗造程度有关, 一般镜面反射率是最高的,一般在加工时尽量避免,可能会对于 镭射器有损坏。 金属在镭射作用下表面将发生一系列的变化,在其表面被镭射 加热并迅速象深处传导,在镭射功率密度一定的情况下表面将溶 化,部分在镭射功率密度高时被瞬间汽化,在工件表面形成熔池。 在焊接过程中,通过工件相对镭射移动,使得熔化金属沿某一 个角度加速,液体金属传热作用温度迅速降低,液体金属形成焊 缝。 本设备属脉冲焊接方式,焊接中脉冲能量和脉冲宽度是可调节 的,脉冲能量影响熔化量、宽度影响熔化深度。同时通过外光路 可调扩束镜调整聚焦的光斑来调整焊接点的大小。 镭射焊接与其他焊接工艺相比能够实现很多材料的焊接,比较 起来有优越性,焊接构件热变形小,接头质量较高。镭射焊接优势在 与能够实现局部很小范围加热特性, 广泛用与精密器件如首饰、 电池、汽车业、航空工业的一些其他应用等。2、镭射器的工作原理1)工作物质是镭射器的核心,使用工作物质为亿铝石榴石晶体,简称 YAG 晶体, ,工作物质形状 为圆柱形。2) 泵浦源为工作物质提供粒子数反转提供能量,提供的能量将电能变为工作物质需要的光能。焊接机普遍采用惰性气体为 氙气的放电灯3) 聚光腔的作用是将泵浦源辐射的光能均匀的汇聚到镭射工作物质 YAG 晶体上,提高转换的效率;4) 谐振腔是镭射器的重要组成部分, 它由两个全反、 (部 输出分反射)镜片构成。受激辐射的镭射通过反馈在其中形成放大 与震荡,然后由输出镜片输出。5)冷却系统。冷却是必不可少的辅助装置,由于部分的能量通过热的形式散发出去,为防止聚光腔内部温度过高或工作物 质损坏,必须使用冷却系统。3、电路工作原理 该电路主要由以下几部分组成: 主回路:包括充电回路、储能网络、放电电路及预燃与触发电路。 控制电路:包括电气控制电路、微机控制电路及各种保护电路A. 升压/整流电路 升压/整流电路通过单相升压, 220V 交流变成 620V 直流, 将 为充 电回路提供电源。B. 充电电路 充电电路由 IGBT 开关管组成,此种充电方式可提高电路的重复 率。C. 放电回路 放电回路由可控硅控制,放电 IGBT 必须保持关断。当储能网络 充电后,充电 IGBT 关断,延时一段时间后放电 IGBT 接通放电,储 能电容放电完毕,IGBT 自行关断。D. 预燃及触发电路 包括升压变压器、高压整流桥、滤波器、限流电阻、电流继电器、 高压脉冲变压器及高压触发电路组成。 由于脉冲氙灯在预燃时进入正常辉光放电状态, 因此呈负阻特性。 为使氙灯在弧光放电结束后辉光放电运行正常, 预燃电路必须呈现高 电流源特性,所以预燃电路限流电阻较大。 本机的触发方式为内触发,采用了约 50Hz 的自动触发,合上预 燃开关,高压脉冲变压器即可产生 1.5 万∼2 万伏高压加在氙灯上,只 要预燃一建立,触发电路立即自行断开。E. 控制电路 本机控制电路主要有操作电路和微机控制电路两大部分。操作电 路通过按钮、接触器和继电器等元件实现对水泵、预燃电路、主电源和控制电源的通断操作,以及故障时的联锁保护。微机控制电路集中 在一整块印刷电路板上。F. 保护电路 a) 预燃断保护 切断时,放电回路形成故障,保护电路动作发出故障信号。 b) 流量联锁保护 冷却系统中内循环水的流量不足时,流量继电器断开,并切断预 燃电路和主回路电源,全机停止工作。