激光焊接系统的组成
5.3 激光MIG复合焊接系统介绍讲解
9/30/2018
4. 作业思考题
（1）激光-MIG复合焊系统主要包括哪几部分？ （2）激光-MIG复合焊系统操作过程中激光器和水冷系统的
开启顺序是什么？
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图1 激光-MIG复合焊接系统 （长春工程学院）
（1）2kw 光纤激光器：作用是产生焊接的激光器束
(2)水冷机组：冷却激光器和激光焊枪
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图2 激光-MIG复合焊系统中的光纤激光器和水冷机组
（1）福尼斯MIG焊机：作用是产生熔化极电弧
(2)库卡机械手：作用是按指定程序带动集成焊枪运动
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1. 教学目标
了解激光-MIG复合焊接系统的构成和设备的基本操作方 法，熟悉激光电弧复合焊的工艺过程。
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2.激光-MIG复合焊接系统
2.1 激光-MIG焊接系统介绍
图1给出的是辽宁鞍山煜宸科技有限公司生产的激光-MIG复合焊接系统，包
括激光器、MIG焊机、机械手、工作台、控制系统和观察系统等五部分。
图3 激光-MIG复合焊系统中的MIG焊机和机械手
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（1）在线操作系统：设置调整参数
(2)观察控制系统：监控焊接过程
图4 激光-MIG复合焊系统中的操作系统和观察控制系统
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（1）激光焊枪和MIG焊枪
(2)堆焊的试样
图4 激光-MIG复合焊集成焊枪和堆焊试样
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激光器冷却水电焊机气瓶空气泵plc控制柜和总电源22激光mig焊接系统操作方法激光mig复合焊系统的基本操作方法472019小结本次课介绍了鞍山煜宸科技有限公司推出的典型激光mig复合焊系统的组成各部分的作用和基本操作方法及注意事项
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）。
激光焊接设备简介
机械加工。
反射镜材料（续）
锗 与硅一样具有良好的抛光性。是CO2激
光的透射材料。作为反射镜材料，仅用来
代替谐振腔的全反射镜。镀介质膜可反射
99%的激光，剩余1%的激光透过锗基体，
被光-电器件接收，以连续监测激光器功率
。
（二）透射镜材料
硒化锌（ZnSe）
吸收率低，导热性能差，热膨胀系数高；
可通过指示红光，调光非常方便。如果镀膜 吸收率很低，并且能保持没有灰尘，则ZnSe 是最好的材料。但如果膜层吸收率高或环境 中尘埃较多、则ZnSe易受过热影响，变形， 常用于输出镜。
CO2气体激光器
固体激光器
二、光路系统
透射式聚焦系统
透射聚式焦镜成本低、入射 光束易于调整、允许光束 有小偏移，但易产生热透 镜效应，污染后不易擦洗， 使用受命短，常用在激光 功率较低的激光加工系统 中，其中制造简单的平－ 凸透射聚焦镜最为常用
水冷套 聚焦透镜 垫圈 喷嘴套 大喷嘴 小喷嘴
镀防潮膜。
2.2 镀膜
（1）作用
反射膜
提高反射率（金、银），提高寿命（钼、铬
）
增透膜
防止界面反射，提高透过率。用表面光学薄 膜消除光学元件的表面反射。
（2）常见膜层代号
30%~99.7%反射百分比 AR-增透膜 Anti-reflective HG硬金膜 MO钼膜 EG-增强金膜 Enhanced Gold ES-增强银膜 Enhanced Silver PS-保护银膜 Protected Silver UC-不镀膜 Uncoated
（5）斜面反射镜
一般与反射聚焦镜匹配使用。
（6）屋脊反射分焦镜
实际的焊接越来越多地采用双焦技术，即把焦斑分成两个等
激光焊接工艺的基本知识
激光焊接工艺的基本知识概述激光焊接是一种高能量密度的热源焊接方法，利用激光束将工件加热到熔化或融合状态，实现金属材料的连接。
激光焊接具有高精度、高速度、低变形等优点，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
工作原理激光焊接主要通过激光束对工件表面进行聚焦，使其吸收激光能量产生热源，从而使工件局部区域迅速升温并达到熔化或融合状态。
通过控制激光束的功率、聚焦方式和运动轨迹，实现对工件的精确加热和连接。
设备与系统激光源激光源是激光焊接系统的核心部件，常见的激光源包括CO2激光器、固态激光器和纤维激光器等。
不同类型的激光源具有不同的特点和适用范围，选择合适的激光源对于实现高质量的焊接至关重要。
光学系统光学系统主要包括激光束传输系统和聚焦系统。
激光束传输系统用于将激光束从激光源传输到焊接头，常见的传输方式有光纤传输和反射镜传输。
聚焦系统用于将激光束聚焦到工件上，通常包括凸透镜、平凸透镜和聚焦镜等。
控制系统控制系统是激光焊接过程中的关键部分，用于控制激光功率、聚焦位置和运动轨迹等参数。
通过精确控制这些参数，可以实现对焊接过程的精确控制和优化。
工艺参数激光功率激光功率是影响焊接速度和质量的重要参数。
功率过低会导致无法达到熔化或融合状态，功率过高则容易引起气孔、裂纹等缺陷。
根据工件材料和厚度的不同，选择合适的激光功率进行焊接。
焦距焦距是指从聚焦镜到工件焊点的距离，影响激光束的聚焦效果和焊接质量。
焦距过大会导致焊缝变宽、深度不足，焦距过小则容易引起激光束的散射和偏离。
根据焊接要求和工件形状选择合适的焦距。
扫描速度扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度，影响焊接线能量分布和熔池形态。
扫描速度过快会导致熔池不稳定、焊缝细节不清晰，扫描速度过慢则容易引起过热和变形。
根据工件材料和要求选择合适的扫描速度。
气体保护气体保护是激光焊接中常用的一种方法，通过向焊接区域供应惰性气体，如氩气或氮气等，可以有效防止氧化、脱氢和杂质的进入，提高焊接质量。
激光发生器维保修故障处理培训
2.1 激光焊接机问题综述
警报信号总览
序 号
故障信息
报警原因
故障排除
初始化错误 1 Initialization Error
本警报可能源于内部固件问题或配置错误。
如果激光器装有多端口接口MPI，检查是否所有电路板(IG297)都有
平，激光器错误（Laser Error）信号将设置为高 “异常漏地电流”（UnexpectedGroundleakage），将位于激光器后
电平。
面的坏模块的保险丝打开，激光器可以继续工作，但是功率降低。
1
如果安装有备用模块，功率可以得到补偿。
如果安装有备用模块，激光器仍可继续出光。
如果装有备用模块，故障模块关闭后，会立即启 如果没有安装备用模块，出光停止。重置错误后，激光器可以较低
会消失。
流量阈值在手册中列出。
标准配置下，激光器过热报警会停止激光器运转 检查水流量是否接近限值。若接近限制，检查水冷机的水位，如果
和激光发射。激光器就绪（Laser Ready）信号为 水位低，需要加水。检查是否所有阀门都已打开，检查水路的所有
低电平，激光器错误（Laser Error）信号为高电 水管有无挤压或折弯影响水流的地方。
动备用模块。此种情况时，本警报不会被激活， 功率出光。
预警“备用模块开启”（Reserve module is ON）
被激活。
备用模块开启 2 Reserved Module
ON
本预警信息表明激光模块存在问题。备用模块被 / 开启。激光器运行不会受到影响，可以继续工作。
激光模块缺失 3 Reduced active
万顺兴激光-激光焊接系统-使用说明书
01.0102.04.08.08.1602 0301. 产品概述1.1 产品配件明细1.2 连接板卡驱动器名称类型PCS 作用PCB 电路板与主机连接，计算控制数据接受运动控制卡数据并针对各驱动进行控制PCB 电路板11固定链接端SCSI 固定螺丝46固定链接端连接 X、Y、Z、W 轴电机，振镜，手柄连接送丝机连接控制卡和扩展卡控制卡固定铁片111运动控制卡扩展卡五金DB15 端子DB9 端子SCSI68PIN 连接线根据实际控制需求将端子板及驱动器连接端子线材温馨提示：使用前务必详细阅读本手册温馨提示：使用前务必详细阅读本手册1.3 接口与定义注：限位的方向位置是电机方向为负限位送丝机其 9pin 接口引脚定义如下：送丝机 9pin 接口引脚信号说明引脚信号说明1----串口接收信号串口发送信号SX_RX SX_TX CS CS 电源地GND-S 预留使能C_EN 7891011EN 0V 模拟量地模拟输出0- 10v 电源地Aout1NC GND- S 23456温馨提示：使用前务必详细阅读本手册手轮其 15pin 接口引脚定义如下:手轮 15pin 接口引脚信号说明引脚信号说明1HAND EA+手轮 A 相+手轮 A 相-1 倍HAND EA-HR-X1100 倍HR-X100Y 档位HR-Y W 档位5V 电源HR-W 5VD NC9101112131415HAND EB+HAND EB-手轮 B 相-手轮 B 相+10 倍X 档位Z 档位电源地HR-X10HR-X HR-Z GNDGND 234567812345678伺服驱动器其 15pin 接口引脚定义如下：伺服驱动器 15pin 接口引脚信号说明引脚信号说明PUL-N 脉冲输出-方向输出-等效编码器输入-等效编码器输入-等效编码器输入-等效编码器输入+等效编码器输入+等效编码器输入+伺服报警输出DIR-N EA-N EB-N EC-N 伺服使能伺服报警解除24v 电源输入SRVON ERC 24V-S 910111213141516PUL-P DIR-P 方向输出+脉冲输出+电源地屏蔽地EA-P EB-P EC-P ALM GND-S 屏蔽 GND温馨提示：使用前务必详细阅读本手册2.1功能特点2.2 获取和安装软件02. 快速入门1234567817振镜其 15pin 接口引脚定义如下：振镜 15pin 接口引脚信号说明引脚信号说明ZJX_CLK+时钟输出+同步信号-X 轴信号-Y 轴信号+X 轴信号+Y 轴信号-ZJY_SYNC-ZJZ_XCH ANNEL-ZJ_YCHA NNEL+NCNC NC NC 91011121314151618ZJX_CLK-ZJY_SYNC+同步信号+时钟输出-电源地ZJZ_XCHA NNEL+ZJ_YCHAN NEL-NC NC GND-S 设备地备注：焊接系统接线须知：1.机床上的限位开关信号需要接在电机限位信号里面（如下图），Z轴需要带抱闸信号的电机，防止电机启动时下坠。
激光焊锡机工作原理
激光焊锡机工作原理
激光焊锡机主要由激光发生器、聚焦镜、光学系统、控制器、机械系统及电源系统等组成。
激光焊接是在高能量密度的激光束激发下，利用光学系统将激光聚焦在工件上，使其局部熔化，而不损伤工件。
当激光束作用于金属材料时，由于光的反射、折射和散射等作用，会在金属材料表面产生一定的能量密度，当这种能量密度大于金属材料的熔点时，就会使金属材料局部熔化而形成熔池。
激光焊接方法是在没有熔化和融化金属的情况下使工件完成焊接。
激光焊的工作原理：
当用一束强脉冲激光照射到需要焊接的工件表面时，由于强脉冲激光与工件表面的相互作用力很大，可使被焊区域产生熔化或半熔化状态。
在此状态下进行焊接时，焊料的熔化和蒸发速度很快，因此焊接时间非常短。
由于在此焊料的熔化和蒸发速度较快，因此可以利用大输出功率脉冲激光对小直径和薄壁材料进行焊接。
通过调节激光器输出功率、聚焦镜焦距、焦点位置、光斑大小等参数可以实现对焊料熔池形态和尺寸的控制。
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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。