激光焊接机五大组成模块讲解讲解
激光焊接机五大组成模块讲解讲解
激光焊接机五大组成模块讲解1、设备整体介绍：激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。
通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
TY-LF-260型激光焊接实训机采用恒流脉冲式激光电源、灯泵浦Nd:YAG固体激光器、进口三菱PLC运控系统和高精度二维执行机构等核心模块组成。
产品整机一体化机身结构，有功能集成度高、操作人性化设计、传动系统稳定、焊接加工效率高等特点，可完成电子、机械器件焊接加工，广泛应用于航天、通讯、电子、汽车制造等加工制造类行业。
2、激光焊接机五大组成模块的作用及介绍：（1）光学系统是激光焊接设备的核心部分，由灯泵浦Nd:YAG固体激光器、谐振腔模块、激光指示定位系统、扩束系统和聚焦系统组成。
激光输出的好坏直接影响到激光焊接加工效果，因此激光器及整机激光光路的调试方法是学习阶段和实际应用当中必须掌握的技能。
通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中光学系统的组成及工作原理，各光学器件的结构与调试方法。
◆激光器：焊接设备激光器为灯泵浦Nd:YAG固体激光器，由激光金属腔、泵浦氙灯和Nd:YAG激光晶体组成。
其中激光金属腔为上下分体式全腔水冷式结构，全镀金面反射瓦块，光学反射率高，有助于激光反射集中，输出光束能量强；激光器泵浦源为强亮度高压氙灯，脉冲式出光激励激光晶体产生激光，使用寿命长；激光器工作物质为Nd:YAG 激光晶体。
◆谐振腔：激光设备中光学谐振腔指的是全反膜片镜架和半反膜片镜架之间的组成区域，当然其中包含激光腔体；谐振腔是产生激光不可或缺的重要部分，通常谐振腔的长度直接影响到激光输出的光束质量及功率能量的大小；对于激光设备而言，谐振腔的最佳长度一般在≥4倍的激光器腔长的距离（例：激光腔体有效腔长为130mm，则谐振腔的长度为≥520mm较为合适；具体效果以实际应用情况为准）。
激光焊接系统的组成
激光焊接系统的组成
激光焊接系统是一种高精度、高能效率、高稳定性的现代化焊接设备，其主要组成部分包括激光器、光路系统、焊接头、搬运系统、控制系统等多个部分。
1.激光器：激光器是激光焊接系统的核心部件，是产生、发射激光能量的装置。
激光器一般采用固体激光器、半导体激光器、气体激光器和光纤激光器等。
2.光路系统：光路系统主要指激光束传输系统和光学器件两部分。
激光束传输系统主要包括光束整形器、反射镜、透镜等部件，可以将激光束定向到焊接区域；光学器件包括成像透镜、CCD相机等，可以对焊缝进行实时监测与控制。
3.焊接头：焊接头是激光焊接系统的核心组件之一，包括激光头、光纤、反射镜、调焦系统、冷却系统等。
焊接头的主要作用是将激光束聚集到焊接区域并完成焊接任务。
在焊接头中，光纤起到输送激光能量的作用，反射镜可以对光路进行调整，冷却系统则负责维持焊接头的温度。
4.搬运系统：搬运系统主要作用是将焊接头移动到焊接区域并进行精确调整，该系统由X、Y、Z三个方向的伺服电机构成，可以根据焊接要求对焊接头进行精确定位，实现高精度的焊接任务。
5.控制系统：控制系统是激光焊接系统的指挥部，主要包括电脑控制器、光控器、速度传感器等部分，能够通过集成控制器对激光焊接系统进行实时监控、控制和管理。
控制系统可以对激光能量、焊接速度、功率等参数进行调整，实现各种焊接条件下的高质量焊接。
激光焊接设备的构造和原理
激光焊接设备的构造和原理激光焊接设备是一种高精度、高效率的焊接装备，主要由激光器、光束传输系统、光束控制系统和工作台组成。
下面将详细介绍激光焊接设备的构造和原理。
一、激光器：激光器是激光焊接设备的核心部件，它能够产生高能量、高光束质量的激光束。
常见的激光器包括固体激光器、气体激光器和半导体激光器。
固体激光器通常采用钕（Nd）离子晶体作为活性介质，通过泵浦源（如二极管激光器）获得激光输出。
气体激光器使用带电气体（如二氧化碳）作为工作介质，通过高频交流电源激发气体分子的激发态，产生激光输出。
半导体激光器则利用半导体材料的PN结特性，通过电流注入使半导体处于激发态，从而产生激光输出。
二、光束传输系统：光束传输系统将激光器发出的激光束传输到焊接点。
它由光束传输光纤、光束扩束器和光束导向器等组成。
光束传输光纤用于将激光束传输到焊接点，保证光束的稳定性与一致性。
光束扩束器用于调整激光束的直径和焦距，以满足不同焊接工艺的要求。
光束导向器则用于将激光束引导到工作台上指定的焊接位置。
三、光束控制系统：光束控制系统用于控制激光焊接过程中光束的参数，以实现焊接效果的控制和优化。
常见的参数包括功率、焦点位置、焦斑形状等。
光束控制系统包括功率控制器、扫描/转向镜组和自动跟踪系统等。
功率控制器用于控制激光器的输出功率，以满足不同焊接工况的需要。
扫描/转向镜组用于改变光束的传输方向和焦点位置，实现焊接路径的控制。
自动跟踪系统则用于实时跟踪焊接位置和距离，以保持焊接过程的稳定性和准确性。
四、工作台：工作台是激光焊接设备的工作平台，用于固定和定位焊接件。
工作台通常具有多轴运动系统，可以实现焊接件在三维空间内的精确定位和调整。
工作台还配备焊接头和焊接辅助设备，如焊接夹具、气体保护装置等，以提供焊接过程中所需的支撑和保护。
激光焊接的原理是利用高能量密度的激光束，使焊接材料迅速加热，并局部熔化或熔合，从而实现焊接接合。
激光焊接的特点是能够实现高精度焊接、热影响区小、变形小、焊接速度快等。
激光焊接机激光电源工作原理讲解
激光电源工作原理激光电源组成介绍：激光电源第一层、第二层、第三层结构组成介绍◆激光电源第一层：第一层为主控制电源，功能为控制整体激光电源的程序及内部参数、各回路的功能实现和报警控制、对外AC 220V供电电压的输出及外部控制信号接入等；控制整机程序及参数、功能实现和报警控制的功能集中在电源第一层内部的控制主板区域，供电输出及外部信号接入端则在电源第一层后侧的航插接口处。
◆激光电源第二层/第三层：第二层电源和第三层电源作用功能相同，为供电电源，同样是给泵浦氙灯提供预燃高电压；单灯激光器只需要一层供电电源，则双灯激光器就需要一支泵浦灯配备一层供电电源；供电电源主要由整流电路、充放电电路、IGBT保护电路及预燃电路等组成，其电气原理相对复杂，需逐步了解掌握。
激光电源每一层组成结构的设备介绍及工作原理介绍（1）主控电源：◆J1继电器—设备开机通电后（打开钥匙开关，点击“开机”按键后）主接触器J1闭合，整机设备带电，且电源输出AC 220V电压。
◆J3继电器—点击电源面板上“确认”按钮后，J3接触器闭合，此接触器上连接制冷水泵电源输出，J3闭合后水泵带电工作；J3闭合水泵运行后，同时检测水流和水温信号是否反馈至主控电源检测板，如检测板接收到反馈信号则电源预燃步骤照常进行，反之则停止工作。
◆J2继电器—J接触器工作正常后，J2接触器开始闭合；J2上方位置安装的延时触点闭合，同时J2上连接AC 380V外接电源输入至三相整流桥后，变为直流电压对电容进行充电；经过约55秒的充电时间后，J2延时触点断开，电源预燃进入后续步骤。
◆J4继电器—J2接触器经延时充电完毕后，J4接触器工作，J4连接至二、三层供电电源，进入后续预燃步骤。
◆水流继电器—串接水冷系统流量开关，水流量正常情况下，流量开关信号控制点闭合，则水流接触器正常工作，电源预燃步骤正常运行；反之则流量开关断开，水流接触器停止工作，电源预燃步骤中断。
◆三相整流桥—整流桥由数个整流管组成，作用是将通过整流桥的三相交流电变为直流电；在电源预燃电路中AC 380V输入电压经过整流之后输出为DC 540V的直流电压。
yag脉冲自动激光焊接机使用说明书
yag脉冲自动激光焊接机使用说明书一、设备简介YAG脉冲自动激光焊接机是一种高效、高质量的焊接设备，它采用脉冲激光技术，具有高精度和高速度的焊接能力。
适用于各种金属材料的精密焊接，广泛应用于电子、通讯、汽车、医疗器械等领域。
二、设备组成YAG脉冲自动激光焊接机主要由以下几部分组成：1、激光器：产生脉冲激光，是焊接机的核心部件。
2、焊接头：将激光传输到焊接区域，通常配备聚焦和光路调整系统。
3、控制系统：控制激光器的脉冲频率、功率、延时等参数，以及工作台的运动轨迹。
4、冷却系统：为激光器和焊接头提供冷却水，确保其正常工作。
5、辅助部件：包括工作台、防护罩、观察窗等。
三、设备安装1、选择合适的工作环境，确保设备放置在平整、稳固的工作台上。
2、连接电源和水管，确保电源稳定，水源充足。
3、按照设备说明和要求进行安装，确保各部件连接牢固。
4、调整工作台位置和高度，以便于放置待焊接工件。
四、操作步骤1、开机：按下电源开关，设备自检后进入正常工作状态。
2、放置工件：将待焊接工件放置在合适的工作台上，确保工件稳定不动。
3、参数设置：根据需要，通过控制系统设置激光脉冲频率、功率、延时等参数。
4、开始焊接：按下焊接按钮，激光器开始输出激光，通过焊接头传输到焊接区域进行焊接。
观察焊接过程，如有异常及时处理。
5、结束焊接：当完成焊接后，设备会自动停止工作。
取出工件并清理工作区域。
6、关机：按下关机按钮，关闭设备电源。
五、参数设置1、激光脉冲频率：根据焊缝长度和材料特性选择合适的频率。
一般而言，频率越高，焊接速度越快，但过高的频率可能导致热影响区扩大。
2、激光脉冲功率：根据焊缝宽度和深度要求选择合适的功率。
功率越高，焊接能力越强，但过高的功率可能导致工件变形或焊缝质量下降。
3、激光脉冲延时：调整激光脉冲的延时时间，以便在合适的时刻触发焊接过程。
根据焊缝形状和位置调整延时参数，可以实现更精确的焊接控制。
4、工作台运动轨迹：根据焊缝形状和工件尺寸设置工作台的移动轨迹。
高能焊教案 (第1章) 激光焊 (第3节. 激光焊设备)
第一章： 第一章： 激光焊接
§ 1.3 激光焊设备
第1章 激光焊接 章
激光焊机
激光焊机是利用辐射激发光放大原理而产 生一种单色程度高、方向性强、光亮度大的 光束，经聚焦获得高功率密度的光束来熔化 金属而进行焊接的设备。其激光输出可以是 连续的或脉冲的，介质可以是固体的或气体 的。由于能量集中，焊接过程迅速，被焊材 料不易氧化，因而可以在大气中进行焊接。
武汉楚天激光 ， 生产面向医疗方面应用激光器。也为国内钢铁企业、汽车企业 “量身定做” 激光焊接设 备。 深圳大族激光， 深圳大族激光， 生产中小功率激光加工设备，中等功率仅仅限与切割机。 华北光电 ， 武汉华工激光 ， 成立于1997年，生产有高功率（300~500W）工业激光设备。为国内钢铁企业（钢板在线 拼焊、带钢拼焊等）和汽车企业（汽车板拼焊） “量身定做” 激光焊接设备。 上海团结普瑞玛 为国内钢铁、汽车企业 “量身定做” 激光焊接设备。 上海团结普瑞玛
第1章 激光焊接 章
激光器实例. 固体激光器（ SA. NLC） (3kW Nd: YAG 激光器)
YAG 激光波长为1.06m，波长较短有利于激光的聚焦和光纤传输，有利于金属 表面的吸收。
第1章 激光焊接 章
激光焊用YAG激光器的特点 激光器的特点 激光焊用
激光焊用YAG激光器，平均输出功率为0.3~3kW， 目前国外的YAG激光器的最大功率可以达到3kW， Nd:YAG激光器波长为1.06m，是CO2激光波长的 1/10。波长较短有利于激光的聚焦和光纤传输，有 利于金属表面的吸收。 YAG激光器的主要优点是产生的光束可以通过光纤 传送，因此可以省去复杂的光束传送系统，适用于 柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求 比较高的工件。汽车工业常用输出功率为3气体激光器（CO2激光器为代表）
史上最全激光焊接技术原理知识
史上最全激光焊接技术原理知识现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。
今天给大家介绍关于激光焊接内容。
激光焊接技术原理知识激光焊接可以采用脉冲或连续激光束加以实现；激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
热导焊：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。
其特点：激光功率为105w/cm2左右，焊缝深度小于2.5mm，焊缝的深宽比最大为3：1。
图1）热导焊基本原理深熔焊：一般采用连续激光光束完成材料的连接.即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的.激光照射,材料产生蒸发并形成小孔,吸收全部的入射光束能量,温度达25000C左右,使包围着这个孔腔四周的金属熔化.其特点：采用的功率密度在106～107w/cm2 之间，焊缝的深宽比最大可达12：1 ，目前最大焊接深度可以达到51mm。
图2）熔深焊技术原理说到这里相信大家都有疑问，说激光是怎么产生的？工作设备（产生激光）：由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。
介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。
图3）激光焊接设备组成激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频（紫外光、可见光或红外光）的电磁辐射束的一种设备。
图4）激光焊接设备简易图激光分类焊接用有两种激光：CO2 激光和Nd:YAG激光特点：都是肉眼不可见红外光。
红外光，又叫红外线，是波长比可见光要长的电磁波（光），波长为770纳米到1毫米之间。
CO2 激光：属于远红外光，波长为10. 6Lm, 大部分金属对这种光的反射率达到80% ~ 90%,需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0. 75 - 0. 1mm。
功率可轻易达到20000W甚至更大。
光纤激光焊接机 构成
光纤激光焊接机构成
光纤激光焊接机主要由以下几部分构成：
1. 激光发射器：激光发射器是激光系统的核心部件，它能
够产生高能量的激光光束。
常用的激光发射器类型包括光
纤激光器、二氧化碳激光器等。
2. 光纤传输系统：光纤传输系统用于将激光光束从激光发
射器传输到焊接点。
它可以包括光纤、光纤连接器等。
3. 光束控制系统：光束控制系统用于控制激光光束的位置、形状和大小。
常见的光束控制系统包括光束导轨、光束偏
转器、光束成形器等。
4. 焊接头：焊接头是焊接过程中与工件接触的部分，它通
过激光光束将工件加热至熔化状态，并实现材料的焊接。
常见的焊接头类型包括手持式焊接头、自动焊接头等。
5. 控制系统：控制系统用于控制整个光纤激光焊接机的工作。
它可以包括电脑控制器、传感器、执行器等。
除了上述主要部件外，光纤激光焊接机还可能包括冷却系统、气体供应系统等辅助设备，以保证设备的正常运行和工作效果。
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激光焊接机五大组成模块讲解
1、设备整体介绍：
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。
通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
TY-LF-260型激光焊接实训机采用恒流脉冲式激光电源、灯泵浦Nd:YAG固体激光器、进口三菱PLC运控系统和高精度二维执行机构等核心模块组成。
产品整机一体化机身结构，有功能集成度高、操作人性化设计、传动系统稳定、焊接加工效率高等特点，可完成电子、机械器件焊接加工，广泛应用于航天、通讯、电子、汽车制造等加工制造类行业。
2、激光焊接机五大组成模块的作用及介绍：
（1）光学系统是激光焊接设备的核心部分，由灯泵浦Nd:YAG固体激光器、谐振腔模块、激光指示定位系统、扩束系统和聚焦系统组成。
激光输出的好坏直接影响到激光焊接加工效果，因此激光器及整机激光光路的调试方法是学习阶段和实际应用当中必须掌握的技能。
通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中光学系统的组成及工作原理，各光学器件的结构与调试方法。
◆激光器：焊接设备激光器为灯泵浦Nd:YAG固体激光器，由激光金属腔、泵浦氙灯和
Nd:YAG激光晶体组成。
其中激光金属腔为上下分体式全腔水冷式结构，全镀金面反射瓦块，光学反射率高，有助于激光反射集中，输出光束能量强；激光器泵浦源为强亮度高压氙灯，脉冲式出光激励激光晶体产生激光，使用寿命长；激光器工作物质为Nd:YAG 激光晶体。
◆谐振腔：激光设备中光学谐振腔指的是全反膜片镜架和半反膜片镜架之间的组成区
域，当然其中包含激光腔体；谐振腔是产生激光不可或缺的重要部分，通常谐振腔的长度直接影响到激光输出的光束质量及功率能量的大小；对于激光设备而言，谐振腔的最佳长度一般在≥4倍的激光器腔长的距离（例：激光腔体有效腔长为130mm，则谐振腔的长度为≥520mm较为合适；具体效果以实际应用情况为准）。
◆基准光定位系统：基准光是激光光路调试及加工应用当中的重要部分，激光设备当中
一般会采用波长为635nm-650nm的红光点状激光器作为光学基准定位，此激光器定位精准，且输出功率小，光束集中不易发散，作为激光设备整体光路调整及加工的指示定位光，实际应用效果极佳。
◆扩束系统：激光焊接设备中的扩束系统采用的是2.5倍的光学扩束镜，扩束镜通过将
主光路输出的激光束进行准直、扩束后，可将原有的输出激光光斑扩大至原来的2.5倍，使之光束模式更好，能量更为集中；准直之后的激光束经过聚焦后可得到能量更为集中的精细光斑。
◆聚焦系统：激光焊接设备中的聚焦系统是由45°导光反射镜、聚焦镜片、调焦输出筒
和吹气组件所组成；经过准直扩束后的激光光束先经过45°导光反射镜，被折射到加工平台，再由聚焦镜片将激光束聚焦到能量最为集中的状态进行焊接加工；调焦输出筒和吹气组件是在实际焊接应用中起到焦距调整和辅助气体保护的作用。
（2）控制系统是激光焊接设备的重要部分，由控制器模块、控制电路、功能控制面板、等组成。
此系统完成激光设备的逻辑功能控制、电气控制及电器电压输出、执行程序编辑、自动加工应用等功能。
通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中电气控制系统的组成及工作原理，各电子元器件的结构与调试方法。
◆控制器模块：激光焊接设备中的控制器部分是整个电气控制电路中的核心器件，一般
采用三菱Fx2n-20GM型PLC微型电脑控制器、SMC-6480型运动控制器等型号的控制器；
此类控制器功能强大，能够完成整机执行程序的编辑及逻辑控制和整机自动加工，一般
可完成2轴—4轴联动控制功能，通过参数调试可使整机执行机构运行为最佳匹配状态；控制器输入和输出端口多，可进行多功能扩展，配合设计出更为复杂且功能强大的电路。
◆控制电路：激光焊接设备中的控制电路包含众多电器控制设计，电路应用中的电子元器件包括开关电源（功能：输入AC 220V电压，开关电源输出DC 5V/24V电压，为其他电器提供弱电控制电压）、继电器（功能：继电器具有控制系统和被控制系统之间的互动关系，实际上是用小电流控制大电流运作的一种“自动开关”；在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用）、电磁阀（功能：输入DC 24V电压，控制电磁阀的通断，完成对激光设备气路的控制作用）、指示灯（功能：照明指示作用）等电器；整体电路将各种电器元件串为一体，通过功能输出控制，使操作者达到控制激光设备各个功能环节的目的。
◆功能控制面板：激光焊接设备中的主要操作界面，通过操作功能控制面板，可完成设备各种功能的手动及自动操作；面板由钥匙开关、急停开关（功能：设备电源开关）、按键开关（功能：见后续详解）和十字方向摇杆（功能：控制执行机构2维方向控制）组成。
◆按键开关功能：开机—设备开机通电
前推—辅助夹具开关下压—辅助夹具开关送料—辅助夹具开关
激光—激光输出开关红光—红光指示光开关
驱动—驱动电路及执行机构上电开关脱机—电机系统断电开关
程控—设备待自动状态开关程序—执行自动程序开关暂停—停止自动程序开关照明—照明指示灯开关
（3）运动系统：运动系统和控制电路组成激光设备整体执行运控部分，运动系统是由步进电机、电机驱动器、2维直线导轨式工作平台组成。
运动系统调试是否稳定，电机运动参数是否匹配，直接影响到实际激光加工应用当中的加工效果。
通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中运动系统的组成及工作原理，各执行机构及机械部分的结构与调试方法。
◆步进电机：整体运动系统中的运动执行电器，通过给电机发送脉冲信号，使电机按照既定的参数速度运转，拖动工作台运动达到2维运动的效果。
◆电机驱动器：给步进电机供电并根据设定参数对其发送脉冲信号，使电机按照既定参数运转。
◆2维工作台：由X,Y两轴直线导轨式工作台构成2维运动执行机构，通过运动控制器制定的程序，控制执行电机拖动工作台完成任何2维图形的运动。
（4）激光电源：激光电源是激光焊接设备的核心部分，由一层主控电源、两层供电电源和电源控制设置面板组成。
激光电源部分通过设置内部电流、脉宽和频率的参数匹配达到对激光输出效果的控制。
通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中电源系统的组成及工作原理，各电源内部组成器件的结构与调试方法。
（5）冷却系统：冷却系统是激光焊接设备运行的基本保障，一般由内循环水路系统和外部水冷机组组成。
内循环水路系统起到过滤激光设备水路循环杂质、净化水质、平衡温度、水路系统保护等作用；外部水冷机组通过压缩机运行降低激光设备内部水温。
通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中冷却系统的组成及工作原理，水冷循环部分的结构与调试方法。