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掌握这个原理,焊接不会再有任何困难:激光焊接跟踪原理详解

发布:2022-03-22 12:18作者:www.huyunjituan.com点击:980次

掌握这个原理,焊接不会再有任何困难:激光焊接跟踪原理详解:焊接是工业中用于连接材料的工艺过程。随着现代焊接工业的发展,材料科学对材料结合连续性、结构完整性和微观结构的要求越来越高。今天,激光焊接技术比以往任何时候都更加重要,因为焊接易于使用并且可以提高设计灵活性,使激光焊接技术能够用单个激光器完成许多任务。光纤传输还可用于激光焊接,将激光焊接技术的使用带入一个新时代。光纤传输使您几乎可以在任何地方进行焊接,甚至无需到达激光头。此外,激光和机器人焊接的结合减少了手动步骤的数量,并提供了系统组装的完全自动化和控制。激光焊接的理论研究和应用始于1962年,此后激光焊接的应用发展迅速,成为人类引进和使用的一种新的焊接技术。随着激光设备价格的下降和生产力的提高,激光在工业中的使用越来越普遍。
激光与物质的相互作用
由于其单色特性、相干性、传输方向和高能量密度,激光焊接被广泛用于其他粘合技术。激光焦点的能量等于高能量密度电子束的能量。然而,它与电子束焊接的不同之处在于,激光焊接可以在真空下进行,这与电子束焊接不同。此外,激光焊接的电源是可调节和模块化的,因此激光也可以用于多种用途。激光的应用范围很广:例如,激光材料加工可以包括热处理、焊接、材料去除、掺杂、涂层、切割、钻孔等。
焊接是机械工程中重要的制造工艺。然而,传统的焊接工艺需要去除裂纹、冲击嵌件、熔化、溶解、去除不可接受的焊缝形状、火花、飞溅、不需要的冶金变化、过度变形和热应力。提供尽可能多的阻力。激光焊接,热输入低,受热面积小,不脱渣脱渣,焊接变形小,焊接速度快,对材料和工具有机械损伤,振动和冲击,强度高,对热敏材料损伤小,极具竞争力技术由于高可靠性。
另一方面,焊接的生态环境必须与环境卫生标准相协调,即ISO 9000、ISO14001和ISO18001。然而,传统的焊接方法如 FCAW、SAW、SMAW、GMAW 会排放 CO2、CO、NOx、O3 和有害金属烟雾,如 Mg、Ni、Cr、Co、Pb 等。焊接行业的污染物和气体颗粒越来越多,而这些颗粒中的颗粒比较小,很容易被人体吸收。然而,这种情况对环境非常有害,也会对焊缝造成相当大的损害。
越来越多的优质材料被生产和使用,以减少二氧化碳排放和石油和化石燃料的过度使用,并保护环境和操作员的健康。例如,使用不锈钢、复合材料、高强度钢、钛合金、镁合金、铝合金和高强度材料。磨损等,取决于环境的耐用性,还要焊接。电子束焊接、摩擦焊接和超声波焊接都是环保焊接方法,排放量几乎为零。基本原则是只能按照功能规范来实现。此外,激光焊接是一种环保的生产工艺,几乎没有排放。因为今天的焊接行业已经拥有高效的烟尘过滤系统。
由于激光光源可分体、调制、灵活设计等,同一光源可用于不同用途。激光焊接的使用达到了历史新高,这主要得益于光纤传输。这允许在所有位置进行激光焊接,即使激光头不可用,也可以远程焊接。此外,激光和机器人焊接的结合降低了劳动力成本,并且易于实现自动化和系统操作。除了激光设备价格的不断下降,激光焊接技术的焊接范围和焊接强度也在快速增长。
激光焊接的优点
激光焊接有几个优点,使其成为传统焊接最具竞争力的替代品。
自焊技术。
激光焊接技术的众多优点之一是它可以在没有填充物的情况下进行焊接。如果冲击密封和安装位置准确,则可以焊接精密和点焊。同时,激光焊接是非接触焊接,因此不受焊接材料导电性和磁性的影响。同时,自愈焊(无添加剂)也消除了焊渣的负面影响,不受焊缝宽度和深度的限制。焊接可以一步完成,而传统焊接需要多次运行和多次轮班。同时,激光焊接后的材料具有较高的机械强度、较高的抗振动和抗冲击能力,同时由于稳定性和可靠性相对较低,激光的增加或减少会减少热变形。焊接结构(产品)。 † 但是,在某些情况下,可能会使用金属填料。
焊接传感头有一个 CCD 摄像头和一个或两个半导体激光器。激光用作结构光源,以一定角度将激光条投射到传感器下方的零件表面上。相机直接查看传感器下方的边缘。相机前部有一个光学滤光片,可让激光通过但阻挡所有其他光线,例如阳光。 B. 弓被过滤。这允许将传感器放置在非常靠近焊接电弧的位置。
传感器通常位于焊枪前方预定距离(向前)处,以便检测焊缝。传感器主体和腔室之间的距离,即安装高度,取决于安装的传感器类型。当焊枪正确定位在焊缝上方时,焊缝应靠近带材的中心,以便相机看到激光带材和焊缝。
由于激光条是倾斜投射的,如果该部分距离传感器太近,激光条的位置会稍微向前。相反,如果零件离传感器较远,则零件表面上的激光条纹会稍微向后退。摄像头检查激光线的位置,传感器可以测量到目标的垂直距离。条带的形状还允许传感器测量表面轮廓和条带中焊缝的位置,从而允许传感器测量焊缝的横向位置。
控制器对摄像头采集的图像进行处理,首先采集图像,然后生成扫描的激光边缘图像。然后,该程序使用各种参数将零件分成形成焊缝的不同线。根据这些线的位置,系统可以测量焊缝的位置并将其转换为以毫米为单位报告的距离。这种转换基于存储在传感器末端的校准数据。由系统控制时,焊接速度和前进距离用于计算减速时间。在这种情况下,焊枪移动到焊缝后面而不是传感器后面。此外,应该注意的是,控制方法提供了与前面的恒定距离,以确保持续出汗。因此,当传感器检测到路径中的一步时,它会做出很好的响应。
传感器的主要部件是:CCD 摄像头和滤光片、半导体激光器和光学部件、用于温度控制和存储校准数据的微处理器。
温度控制可在冷却系统发生故障时保护激光器。在温度高于极限时使用激光会显着缩短其寿命。
存储校准数据允许完全更换传感器头。无需额外费用或修改。这确保了在传感器损坏或故障时最短的停机时间。
焊接蒸汽和飞溅物由保护传感器头光学元件的黑色铜防溅罩保护。此背面板有一个可更换的透明塑料面板,如果表面脏了需要定期更换。
传感器必须用惰性焊接气体或空气冷却(清洁、干燥和无油脂),电子设备温度必须低于 50°C,防烟尘,必须保护光学元件。使用的气体流量通常为 5 l/min。如有必要,可以使用水冷安装板来冷却传感器头。另一方面,如果半导体激光器的温度低于 + 5 °C,则必须在传感器中安装额外的加热器。
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