目前為止,只有少數激光器制造商可以提供合用于LHW的高功率激光發生器。至于出產節拍,有時一條焊縫往往需要8到10分鐘,更換部件大約需要5分鐘,然后移至另一條焊縫進行功課,這使得冷卻系統成為樞紐。光纖激光器操縱靈活度高,可實現激光頭與工件作相對運動。即便是兩倍的焊速,焊接效果也遠優于常規工藝。復合焊工藝應用對光束的傳輸及路徑上需要很高的精度控制。得益于諸如高精度大型龍門式機器人,內部光路集成,離線編程等各種技術,激光復合焊工藝自動化已經成為最前沿的制造技術。激光工作室必需配置特殊的傳感器與開關控制來防止激光誤射。跟著工藝研發的深入,激光復合焊工藝自動化將被引入更多行業。
激光復合焊可應用于鐵路機車(如車廂側墻),集裝箱,工程機械(如高強度起重機臂架),汽車及汽車配件,造船等行業。盡管機器人系統坐標系異常復雜,但徠斯的RobotStarVI控制系統和新型reisPAD 示教盒讓編程功課變得十分直觀,干脆并且快速。由于要配合MIG焊槍使用,LHW的激光頭必需配置專用氣簾與防護鏡片來防止弧焊產生的飛濺物。
使用一個龍門架吊掛式機器人,可實現對工件連接處縱向焊隙進行靈活定位和精準焊接。該工藝合用于0至1mm的焊縫間隙,而且無需進行參數調整。圖紙文件的導入快速天生加工程序,實現不間斷出產是效率最大化的重點,離線編程可以實現整個系統運行的優化。使用激光的波長一般在880 nm~1100 nm。
激光焊接機 柔性加工
激光復合焊的靈活度和焊接質量樞紐在于使用適合的機器人,同時配置相應的激光工具頭和焊槍系統。龍門式機器人擁有較大的工作范圍,可加工大型工件,同時節省地面空間。
實際應用
徠斯機器人激光復合焊應用案例之一,圖4為某工廠已經交付的激光復合焊接系統,詳細工件是重型移動式起重機的長臂架(見圖2)。在以1m/min焊接速度情況下,可達到15mm厚度無坡口對接焊一次焊透效果,無需在底部進行再處理。徠斯專利產品LaserSpy監控器可以避免光束外泄的風險,大大增加激光房工作室操縱安全性。徠斯機器人ProVis程序可實現工作單元,機器人和工件的可視化,可使程序員在不影響出產的情況下編寫部件的焊接程序。激光復合焊的上風主要在于熱變形小,焊接速度快,機械機能極佳。
MIG焊具有較高的熔敷率,可以增強焊縫間隙的容忍度,而激光能量集中,更有助于進步熔深,往往不需要對母材本身進行特殊預處理。
編程
不同工件焊接編程的簡易程度和速度是出產操縱的樞紐。
此外, 復合焊激光頭 有一定重量,所以對機器人的有效負載也有一定的要求,整個龍門式機器人系統設計非常強勁,足以承受動態負載,同時仍可保證高精度。要求較高的路徑精度和重復定位精度,因此徠斯高強度的龍門式機器人系統非常合用。 激光復合焊接(LHW)是材料加工應用中的一種新型工藝,在激光自動化專家的不懈努力下已實現產業應用。
激光焊焊頭
激光焊接機 激光功率取決于激光發生器,而光束控制是取決于光路傳輸系統(即激光焊頭)。一般情況下,激光復合焊所需的激光功率為8-16kW,工件厚度越大,需要的功率也就越高。
激光復合焊(圖1) 兼備電弧焊(好比惰性氣體保護焊MIG)與激光焊的工藝特點,其極佳的焊接效果是其它工藝無法達到的。
激光發生器
激光復合焊需要優質的連續(非脈沖)光纖激光源。
激光焊接機 除了機器人的控制精度,需要特別留意的是在上述激光復合焊系統中,可集成焊接電源,激光器,保護氣體,視覺系統等編程和控制。激光工作室必需設有急?刂。龍門式機器人配置成為機器人三維運動最大的柔性可能。減少高強度鋼焊材的填充量可減少起重機臂架重量,這點在加工長達72米伸縮臂時尤為明顯。假如用CO2激光發生器,那么可能就需要移動工件來進行操縱,而且能耗較高。
激光復合焊具有以下幾點上風:
焊接效果深而且焊道窄;
激光焊接機 焊接速度快;
熱輸入低;
熱影響區;
激光焊接機 熱變形;
焊縫質量高,外觀佳,物理機能好;
返工率低;
焊縫底部控制好,可實現單面焊雙面成形。
如用低于0.5 m/min的常規MAG焊,這些臂架需要2-3層焊接。除高精度外,焊接中使用的激光頭必需堅固耐用,以知足在極端前提下功課。機器人集成對弧焊噴嘴,激光頭,焊縫跟蹤,氣電管道,電纜等各種設備的控制。
激光焊接機 安全性
激光復合焊需使用高功率激光,因此,車間安全至關重要。激光復合焊則通過使用局部夾板來固定2個工件,不會引起實質性的焊接熱變形?傊瑥扑沟募す鈴秃虾附酉到y(包括最尖端設計與材料),為這家制造商提供了一個具有強盛競爭上風的解決方案。龍門式系統可讓預置工件通過軌道傳送車進入激光工作室,以此確保激光系統的順暢運作,并使系統效率得到優化。假如結合高功率的需求來講,光纖激光發生器或碟片激光發生器是較好的選擇。