激光加工成套设备系统
激光加工光学系统
激光加工机的光学系统--激光束传输.聚焦和观察系统激光基础知识1.1 激光的产生三要素：1.具有亚稳态能级的激活介质——激光工作物质；2.能量泵浦源——提供能量以实现粒子数反转；3.激光谐振腔——多次光放大维持激光振荡；1.2 激光光束的特性1）高光亮度——激光束发散角很小，光能量集中，光强度很高例如：太阳光亮度 3 x 102 W / (cm2.sr) ；气体激光器的光亮度106W / (cm2. sr)；固体激光器的光亮度可达1011W / (cm2.sr)；若进一步将激光束聚焦（空间上集中）或压缩脉冲宽度（时间上集中），则激光束更有极高的光亮度2）高方向性——由于谐振腔对光束方向的限制，激光束发散角很小。
例如He-Ne 激光器的发散角10-1 mrad; 固体激光器的发散角1－10 mrad（毫弧度）3）高单色性——激光的谱线宽度极窄——准单色光；若进一步采用稳频和选取单一纵模，更可大大压缩谱线宽度，可视为单波长。
4）高相干性——由于激光的谱线宽度极窄，传播中能产生相干的两点的时间间隔很大（时间相干性好）；又激光发散角很小，方向性很高，激光束波前面内任意两点均相干（空间相干性好）1.3激光器的输出特性1）激光波长——激光器输出准单色光；不同激光器输出激光波长不同，材料吸收特性各不同；对不同材料用不同的激光来加工。
2）激光输出的能量和功率连续激光: 激光功率P = 激光能量/ 秒脉冲激光: 峰值功率P= 脉冲能量E / 脉冲宽度Tm脉冲激光: 平均功率P=脉冲能量E x 脉冲频率f3）激光束的空间分布特性——基模（TEM00）高斯光束——光场振幅按高斯函数分布；振幅值下降到1/e(=0.368)强度下降到中心强度1/e2 的光斑宽度定义为光斑半径；对应的全角宽度定义为光束发散角；为了改善发散角可用小孔选模，非稳腔选模，拉长谐振腔等方法高斯光束的参数：束腰；等相位面；发散角；基模多模基模与低阶模实际激光束的横模c.调Q 脉冲激光——用调Q 技术压缩脉宽（纳秒量级），提高激光的峰值功率（声光调Q 可达数百千瓦；电光调Q 可至兆瓦以上）；d.超短脉冲激光——用锁模技术压缩脉宽到皮秒至飞秒量级，峰值功率达1012W, 可作很多精密微加工；4）激光束时间分布特性a.连续激光——以连续恒定的功率来描述；b. 普通脉冲激光——以脉冲宽度(毫秒量级）.脉冲能量与脉冲频率来描述；激光焊接常用脉宽1－10ms, 能量1至数十焦尔；峰值功率数千瓦；打孔和切割常用脉宽0.1－2ms ，能量为0.5－20j ；峰值功率达万瓦5）激光束的偏振特性光波是横向电磁波，电矢量与磁矢量总是在相互垂直方向上，一般只讨论电矢量的方向。
光纤激光器的原理及应用
光纤激光器的原理及应用引言机器人激光切割成套设备是基于机器人机构，利用光纤激光器产生的大功率高能密度定向激光，实现汽车用钢板等板材自动切割的成套生产设备。
由于光纤激光采用光纤传输，可将光束传送到远距离加工点，并且光纤自身可自由变换形状，在机器手的夹持下，其运动由机器手的运动决定，因此能匹配自由轨迹加工，完成平面曲线、空间的多组直线、异形曲线等特殊轨迹的激光切割。
激光加工在工业中所占的比重已经成为衡量一个国家工业加工水平高低的重要标志。
切割、焊接是汽车白车身制造中的重要生产工艺，尤其在新车型开发和小批量定制中，采用先进的激光切割(代替部分修边—冲孔工序的模具)可以大大提高开发效率、降低开发成本，从而使得激光切割的应用倍受青睐。
1.影响光纤激光器能量传输的主要因素由于激光在光纤中不可避免地会产生吸收、散射及透射等现象，所以导致光纤传输激光功率随光纤长度的增加而衰减。
通常用dB数来表示衰减度，dB值用下式计算式中，是衰减前的激光功率；P是衰减后的激光功率。
对于由传输长度引起的衰减来说，表示光纤中x=0处的激光功率，P是激光从x=0传播到x=x处的功率。
由式(1)可知，P(x)和的关系满足式中，x的单位为km，表示每千米衰减的dB数。
从式(1)可以看出，当耦合光纤足够长时，即使光纤的值较小，光纤长度引起的衰减也不可忽视。
对于激光能量分布按Gauss分布的光纤，其传输的激光功率密度(或称激光强度)I可认为与纤芯半径a的平方成反比，即因此，若保持光纤传输的激光功率不变，减小光纤芯径即减小传输激光能量的光纤纤芯的横截面面积，则光纤传输的激光功率密度将增加。
光纤耦合引起的衰减不容忽视。
例如在激光二极管点火中，激光二极管与光纤的耦合，光纤与光纤之间的耦合，光纤与点火器之间的耦合都存在能量损失。
激光的热效应也是不容忽视的。
在激光点火中，通常情况下，正是利用激光的热效应来引燃、引爆含能材料。
因此，光纤包层及封装材料的传热系数越大，热散失越多，光纤最终输出的能量损失越大。
中国激光设备行业市场现状及市场发展潜力分析
中国激光设备行业市场现状及市场发展潜力分析激光技术是20世纪人类的重大科技发明之一。
激光加工技术随着光、机电、材料、计算机、控制技术的发展已经逐步发展成为一项新的加工技术。
激光加工具有加工对象多样、变形小、精度高、节省能源、公害小、远距离加工、自动化加工等显著优点，对提高产品质量和劳动生产率、实现加工过程自动化、消除污染、减少材料消耗等的作用愈来愈重要。
激光加工技术正从广度和深度两方面日益拓展应用领域，逐步渗透到国民经济的多个领域。
在装备制造领域，高功率激光设备在航空、航天、汽车、高铁、船舶等高端装备制造等领域的切割、焊接、测量、打标等环节发挥着越来越重要的作用。
激光加工设备属于技术、专业性较强的精密产品，已成为发展新兴产业、改造传统制造业的关键技术设备之一，早在2006年，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》就将激光技术列为我国未来15年重点发展的八项前沿技术之一，《中国制造2025》、《高端智能再制造行动计划（2018-2020年）》等重要文件均提出要大力发展激光设备。
欧美等发达国家最先开始使用激光器，并在较长时间内占据较大的市场份额。
随着全球制造业向发展中国家转移，亚太地区激光行业市场份额迅速增长。
发展中国家在制造业升级过程中，逐步使用激光设备代替传统设备，对激光器的需求旺盛，系目前全球激光行业市场最主要的驱动力之一。
全球激光产业高成长，光纤逐渐成为主流基于制造业发展对材料加工要求的提升，激光系统的发展空间得到释放。
近年激光系统的销售额增速高于机床的增速，渗透率逐步提升。
激光器是激光应用设备的核心器件，伴随着激光行业整体的高速发展，激光器行业方兴未艾。
2018年全球激光器市场规模约为137.5亿美元，2009至2018年年复合增长率为11.14%。
其中工业激光器近年来增速高于非工业，2018年销售收入50.6亿美元，同比增长4.22%，占比达36.77%。
进一步剖析工业激光器可以发现，按工作物质分类中，除二氧化碳激光器近年出现持续下降外，其他种类均呈现较快增长。
项目可行性报告--发电燃气轮机关键零部件激光再制造装备项目.(DOC)
发电燃气轮机关键零部件激光再制造装备项目可行性报告编制日期：二零一四年七月目录1. 项目背景 (4)2. 市场情况 (7)2.1 行业市场 (7)2.2 项目产品市场 (7)3. 项目建设 (8)3.1 项目载体 (8)3.2 项目共建单位 (9)3.3 项目技术基础 (10)3.4 项目建设规模 (11)3.5 主要建设内容 (12)3.6 厂址概况 (13)4. 项目管理 (14)4.1项目建设管理 (14)4.2 劳动保护与安全生产 (14)4.3 环境保护 (15)4.4 资源综合利用与节能 (15)5. 项目投资预算及经济效益分析 (16)5.1投资估算 (16)5.2 投资使用计划 (19)5.3 资金筹措方案及其准备情况 (19)5.4 项目效益分析 (20)5.5 项目风险分析 (21)6. 可行性分析小结 (21)本项目将以张家港经开区内国家级再制造装备园区为项目载体，以金属所王茂才教授为发起方，重点引进上海团结普瑞玛激光设备有限公司（以下简称“上团普”）的人才、技术与市场资源，组建管理团队与技术团队，组建一个专业的，以修复再制造燃气轮机关键零部件为目的激光熔覆再制造企业，多方共同打造一个集自动化、信息化、智能化于一体的激光再制造产业基地。
1. 项目背景燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备，是典型的高新技术密集型产品。
作为高科技的载体，燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平，是21世纪的先导技术。
发展集新技术、新材料、新工艺于一身的燃气轮机产业，是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一，具有十分突出的战略地位。
由于多方面的原因，我国燃气轮机同国际先进水平相比仍存在很大差距，尚未形成真正的产业。
诸多领域动力落后的状态，已成为制约国民经济发展的“瓶颈”，其技术仅被世界上少数几个发达国家（美国、德国、日本等）所控制，先进的燃气轮机在西方国家仍然限制对华出口。
按21世纪经济报道记者掌握的一份国家能源局委托相关机构做的天然气发电调研内部资料的说法，“天然气发电机的国外技术垄断短期内难以解决，甚至十多年都无法解决。
激光可行性分析报告
激光技术创新可行性研究报告第一节项目概况一项目背景为进一步加快沈阳新松机器人自动化股份有限公司的发展，尽快把企业做大做强，在巩固原有主营业务的同时，加大新兴产业的投资力度，增强公司盈利能力与抗风险能力，为股东及投资人创造价值，新松公司拟在杭州萧山临江工业园区设立全资控股公司，开拓激光产业及高端装备项目。
二项目定位中科新松（杭州）光电有限公司（以工商部门核准的名称为准），简称中科新松，是由沈阳新松机器人自动化股份有限公司（简称“新松公司”）投资建设，作为新松公司的南方中心。
中科新松采用有限责任公司的运营机制；办公、研发、生产制造位于杭州市；市场以杭州、上海、深圳公司为窗口，涵盖珠三角、长三角等华南、华东经济圈；与北方新松公司总部遥相呼应，协同发展。
三创新型技术与产品激光产业产品（ 1）激光器件：激光器件主要包含激光电源、泵浦源模块、传输光纤、激光模组、激光加工头、送粉器、冷却系统等。
新松公司致力于激光封装技术、激光器件技术的研发和产业化，为此整合国内外资源攻关相关产品的关键技术。
我们研发和制造的产品主要包含激光电源、半导体模块、激光模组、激光光纤、激光熔覆头、激光焊接头、激光切割头、负压式送粉器、半导体激光器、光电探测器、半导体泵浦激光单管、各种系列冷水机等等。
目前，半导体激光器件的封装生产线正在建设，激光加工头、送粉器、冷水机等激光相关产品已经得到了广泛的应用，产生了近千万元的产值。
（2）激光器激光器是光电信息产业和装备制造产业的关键部件，市场规模巨大，目前我国主要依靠进口。
新松公司率先研制了国内首台大功率模块化CO2 激光器，并形成 3KW和5KW 系列产品；承担了国家科技部“十一五” 863 重点项目“大功率全固态激光器及焊接成套装备” ，形成了 1KW 、3KW 、5KW工业级全固态激光器系列产品；并与国外知名激光公司建立了“全面合作伙伴关系”。
目前，公司的激光器产品主要包含 CO2 激光器、全固态激光器、半导体激光器和光纤激光器，其中 CO2 激光器和全固态激光器已经推向市场，半导体激光器和光纤激光器正在联合国外公司打算在 2011 年推向市场。
手持式光纤激光焊字机中文说明
手持式光纤激光焊字机产品图片:公司简介：华天精工是国内最早一批研发生产激光焊接机的专业制造商，具有强大的技术研发能力，产品性能稳定，充分满足客户的需求。
公司依托华中科技大学激光院技术力量和基础建立起来的以激光焊接打标切割为主业高新技术企业。
公司致力于激光技术开发、高科技成果转化及激光产业化的发展，不断引进先进的激光技术改造传统产业，为工业制造领域提供广泛而全面的激光加工解决方案，制造研发OEM各类激光加工成套设备。
完整的产品组合，可满足用户多样化的需求，并可根据客户需求升级或另行设计。
愿与各界朋友精诚合作，共同成长！设备简介：激光焊字机是应用高能脉冲激光对物件进行焊接。
通过激光电源对氙灯脉冲放电，形成一定频率和脉宽的光波经聚光腔辐射到Nd3+：YAG晶体，晶体发光经谐振后发出1064nm的脉冲激光，再经扩束、反射、聚焦后进行焊接。
设备特点：此激光沉积焊接系统的工作原理，是以激光高热能并集中定点的熔接技术，有效处理一切微小部分的焊接，弥补了传统氩弧焊技术在修补焊接精细表面时的不足。
避免了热应变和后处理这两道门槛，大大提高了金属字或招牌的连接强度和品质。
手持式光纤传输激光焊字机是将高能激光束耦合进入光纤，远距离传输后，通过准直镜准直为平行光,再聚焦于工件上实施焊接的一种激光焊接设备。
对焊接难以接近的部位，施行柔性传输非接触焊接，具有更大的灵活性。
激光束可实现时间和能量上的分光，能进行多光束同时加工，为更精密的焊接提供了条件。
适用范围：用于各种精品字、精工字、镜面字、沙钢字、钛金字、镀锌板字、铝型材立体字、不锈钢镜面字、不锈钢拉丝字、不锈钢球面字、不锈钢平面字、不锈钢烤漆字、不锈钢喷塑字、不锈钢实心字、不锈钢电镀字、不锈钢金箔字、精工金属字、钛金平面字、钛金球面字、精工钛金字、平面铜字、球面铜字、紫铜字、紫铜仿古字、钛金板字、铁皮烤漆字（不锈钢带、铁带、低碳钢带、镀锌板带）等广告字及各种金属标识LED金属字外壳的焊接成形；金属字分类：标识标牌制作的金属字按材料和工艺分类，包括铝字、铝型材字、镀锌板字、不锈钢镜面字、不锈钢拉丝字、不锈钢球面字、不锈钢平面字、不锈钢烤漆字、不锈钢喷塑字、不锈钢实心字、不锈钢电镀字、不锈钢球面字、不锈钢金箔字、精工金属字、钛金平面字、钛金球面字、精工钛金字、平面铜字、球面铜字、紫铜字、紫铜仿古字、精工铝字、沙钢字、铁皮烤漆字等。
(完整版)2激光打标设备工作台工作原理讲解
激光打标设备工作台工作原理教学目标：1、了解升降工作台工作原理2、了解二维工作台工作原理3、了解三维工作台原理4、了解旋转工作台原理5.2.1 升降工作台工作原理工作原理：激光打标机的工作台升降，由手柄与支撑杆的螺旋传动转换成直线运动。
即由手柄与支撑杆之间的螺旋传动转换成工作台的升降。
通过旋转工作台右下角一个手柄，调节工作台高度。
为后续调光距做好准备。
5.2.2 二维工作台工作原理（十字滑台）二维工作台工作原理：由两组直线滑台按照X轴方向和Y轴方向组合而成的组合滑台，通常也称为坐标轴滑台、XY轴滑台。
分别由步进电动机控制，可以实现X、Y两个方向的直线运动，通过两个方向的合成，可以实现任意平面轨迹运动。
5.2.3 三维工作台工作原理：三维精密移动工作台主要由支撑装置、微位移驱动读数装置（底座、底板）、承重及微位移机构（三维方向的滑板、导轨）、连接装置（直角固定块等）几部分组成。
采用螺旋微动装置驱动，分划筒读数装置示数，以及滚动摩擦导轨进行导移。
采用螺旋微位移驱动读数装置，遵循测量链最短原则，尽量使测量环节最少，从而减少误差、提高整体机构的精度。
5.2.4 旋转工作台工作原理：旋转工作台的运动由交流伺服电机驱动圆柱齿轮传动，带动涡轮涡杆系统，使工作台旋转。
当回转工作台接到系统的指令后，首先松开圆周运动部分的涡轮夹紧装置，松开涡轮，然后启动交流伺服电机，按指令确定工作台的回转方向，回转速度及回转角度大小等参数。
小结：掌握一维工作台、二维工作台、三维工作台、旋转工作台工作原理，为继续学习激光成套设备及维修内容打好基础。
练习：1、下面不属于三维工作台组成部分的是（）A、支撑装置B、微位移驱动读数装置C、承重及微位移机构D、同步带2、下面不属于二维工作台组成部分的是（）A、丝杆B、同步带C、直线滑台的结构D、连接装置3、下面哪种工作台长期使用会使工作台扭曲（）A、升降工作台B、二维工作台C、三维工作台D、旋转工作台。
激光切割简介 Laser Cutting Machine
中国第一台激光器（1961）
什么是激光切割技术？
定义：利用聚焦后的激光束作为主要热源的 热切割方法。
应用学科：机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备 （二级学科）；特种加工工艺（三级学科）
激光的特点 激光主要有四大特点 a:激光底高亮度，激光器的亮度更高可高达 1011W/cm2Sr。不仅如此，具有高亮度的光速经透 镜聚集后，能在焦点产生数千度乃至上万度的高温， 这就使其可能可加工几乎所有的材料。 b:激光的高方向性，能在有效的传递很长的距离的 同时，还没，还能保证聚焦得到极高的功率密度，
光纤激光切割机较CO2激光切割机的优势：
1） 卓越的光束质量：聚焦光斑更小，切割线条更精细，工作效率更高， 加工质量更好； 2） 极高的切割速度：是同等功率CO2激光切割机的2倍； 3） 极高的稳定性：采用世界顶级的进口光纤激光器，性能稳定，关键 部件使用寿命可达10万小时； 4） 极高的电光转换效率：光纤激光切割机比CO2激光切割机电光转换 效率高3倍，节能环保； 5） 极低的使用成本：整机耗电量仅为同类CO2激光切割机的2030%； 6） 极低的维护成本：无激光器工作气体；光纤传输，无需反射镜片； 可节约大量维护成本； 7） 产品操作维护方便：光纤传输，无需调整光路； 8） 超强的柔性导光效果：体积小巧，结构紧凑，易于柔性加工要求。
华工科技 大族激光 武汉楚天激光成套设备有限公司 武汉金运激光 上海团结百超数控激光设备有限公 司 南京东方激光有限公司 沈阳新大陆集团有限公司 武汉团结激光
激光切割发展现状
目前，中国高功率激光加工系统的市场保有量接近20000台套，已初 具规模，是全球工业切割系统增长的重要组成部分。经调查发现， 2014年国内大型激光切割设备的总销售额达到近40亿元，年销售量 超过2000台套，其中在中低端产品方面国产设备基本占领国内市场 、并有部分产品出口，而大台面、中厚板激光切割机基本上被国外 设备所垄断，虽国内少数企业也具备此项技术能力，可生产交换双 工作台式和宽幅面地轨式激光切割机，但其在国内市场上并不占优势。 自2010年以来，光纤激光切割以切割薄板时高速、经济节能的巨大优势得到了用户的普遍认可， 几年间取得了迅猛发展，目前千瓦级光纤激光切割系统的年销售量可达一千余台，达到全部激光 切割系统销售量的70%。随着3 kW及以上功率光纤激光器的应用普及，光纤厚板切割工艺不断 成熟，目前已实现25 mm厚碳钢、20 mm厚不锈钢和铝板的切割，将进一步蚕食CO2激光加工 系统的份额。当然，目前高功率光纤激光加工系统在厚板切割的断面质量、性价比方面与CO2 激光相比仍有不足，但这一差距在逐步缩小。
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2）空气负载声信号
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
• 物理基础：是激光与材料相互作用时产生的等离子体。当功率密度超过一 物理基础： 定阈值的激光作用在材料表面时，将会形成等离子体。由热力 学定律可知，这些等离子体必然以一定的形式向外膨胀，以极 快的速度逆着激光方向传播。当这些冲击波传播到一定距离后， 就会减弱为以音速传播的机械波，即普通意义上的声波。 • 空气负载声发射的实质：是匙孔中快速的压力振荡 空气负载声发射的实质： • 声源结构：是匙孔和熔池的形状 声源结构： 这种声信号的声压不仅与等离子体中原子和电子的密度及温度 有关，还包含了匙孔中蒸气流动和匙孔形状有关的重要信息，与小 孔及熔池行为密不可分。当出现小孔时，等离子体从小孔中高速喷 射出来，造成很高的压力梯度分布，使声信号的强度大大加强。熔 池和小孔的形状发生变化 时，势必削弱等离子体的喷发速度，研究 表明，空气负载声发射和某些焊接缺陷特性存在明显的关系。 • 空气负载声发射的检测 空气负载声发射的检测：使用麦克风来进行
激光焊接和激光切割加工在工业应用中的比例迅速增长。但不管是 哪种加工类型，都存在一个缺点，那就是会产生一定量的废品。尤其是 对于铝合金，废品率很高。 在激光加工中，对加工零部件的高质量要求只能通过在线监测生 产过程以及控制生产部件的特殊特征来保证。在线监测系统在检测到异 常情况时就会马上停止加工过程或者将产品标记为有缺陷产品，而闭环 控制系统通过合适的反馈行为对质量的下降进行补偿，从而使得加工过 程能够继续进行。 要实现可靠的在线监测，监测系统必须能够对激光与材料作用区和 或邻近区域的实时条件进行准确的反映。这就意味着监测过程必须是无 接触的操作，保证不对加工过程产生干扰。
典型焊接模式的温度分布
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
红外辐射传感的物理基础是激光与材料相互作用，产生一定的 能量反射，而这种能量反射的程度和分布与焊接的熔池及小孔的形 状密切相关。 检测对象： 焊缝的宽度及熔透、焊缝的冷却率、表面缺陷及污染
典型红外传感装置
2）基于光电二极管的紫外辐射信号
3）基于图像传感器的光辐射信号
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
光电二极管最大缺点 就是在它的传感过程中完全丢失了辐射源的空间分布信息。当信 号只是发生了空间分布或辐射源形状的变化而幅值和频率并没有发生 变化时，光电二极管就会对此束手无策。空间分布的信号所提供的附 加信息能够大大增强质量预测的可靠性。 图像传感器的特点： 图像传感器的特点： 图像传感（CCD或CMOS）能获得焊接过程图像，提供焊缝熔池 直观丰富的信息，如接头形式、熔池形状、等离子体形态及已凝固的 焊缝形状等。 图像传感可以传感各种材料，不受导磁或非导磁材料的限制，具 有较大、较宽的传感距离和范围。近些年来，光学器件成本的下降， 可靠性和保护措施的完善，图像处理硬件的改进，为图像传感器设计 提供了方便的硬件条件；计算机视觉技术的发展，各种图像处理算法 的产生和完善，则为视觉传感器的应用提供可靠的软件保障。
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
红外传感器可以监测焊接过程中的热信号，但却不能对焊接过程中 的等离子体振荡进行传感，因为等离于体的辐射主要出现在电磁辐射的 紫外波段(100~ 400nm)。 紫外辐射的传感主要是与小孔的形成和焊缝的熔深相关的。 当焊缝熔透时，熔深和紫外 等离子体信号的频率分布间就会 存在特定的关系。除了探测焊缝 的熔深外，通过观测等离子体的 振荡还可以对一些焊缝表面的缺 陷进行检测。如果等离于体中心 辐射的光信号强度降低，可以判 断焊缝出现了填充不满或凹坑。 对于大部分焊接缺陷，使用 等离子体紫外信号传感可以得到 一个快速的响应信号，这对于焊 缝的实时检测是至关重要的。 紫外传感典型装置
第七章
激光加工成套设备系统
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
1.激光加工机 1.激光加工机
2.激光加工过程质量检测 2.激光加工过程质量检测
1.激光加工机 1.激光加工机
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
HZL-PCM55激光打标机 激光打标机 主要技术参数： 主要技术参数：
激光工作介质 声光调制频率 标记深度 标记范围 Nd+3：YAG 激光波长 1.064μm
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
激光加工中可用于检测的信息包括： (1)由等离子体产生的很大波长范围内的电磁辐射(紫外辐射UV，可 见光和近红外波长)； (2)熔池材料的辐射(可见光，近红外和红外IR)； (3)反射的激光辐射(近红外)； (4)由于材料的蒸发、加热和膨胀，环境气体的不稳定所产生的声波； (5)由于加热(导致膨胀或微观组织的变化)，蒸气反冲压力，和其他 可能影响焊接材料的不稳定应变所产生的声波； (6)由带电电荷的移动产生的电流，或被焊材料及近等离于体区导电 材料上电荷的堆积。 由于所有的这些信息都取决于激光—材料作用区所发生的物理现象， 因此它们的特性(如随时间变化的幅值、空间分布等)与最终的焊缝质 量之间就会存在直接或间接的关系
2、光辐射信号传感
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
在激光焊接过程中，高能量密度的激光束与工件相互作用产生强 烈的光致等离于体二次辐射。这种辐射给出了焊接过程和最终焊缝质 量的大量动态信息，也为焊接过程的监测提供了基础。 两种典型传感器： 红外辐射信号 紫外辐射信号 波段为1000~1600nm 1000~1600nm 波段为190~400nm 由飞溅的熔融物产生辐射 由等离子体产生
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
检测信号 • 负载声信号 • 激光反射辐射信号 • 激光透射辐射信号 • 红外热辐射信号 • 等离子体辐射信号
1、声发射信号传感
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
1）结构负载声信号 • 声信号的产生： 声信号的产生：
结构负载声信号是由于焊接 过程中工件上应力的释放产生的， 如结晶、固态相变、熔池振荡、 材料的缺陷及不均匀、裂纹的形 成和其他一些热力过程等。另外， 在不同焊接状态下，由于等离子 体对激光的折射、反射、吸收情 况在不断变化，激光聚焦镜上的 热效应作用也会相应改变，从而 产生声发射信号。 • 传感器放置方法： 基座—测量加工过程的振动 反射镜—测光束质量 喷嘴—测压力波
千瓦级CO2激光切割机 激光切割机 千瓦级
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
系统组成： 系统组成：CO2激光切割机 本系统由CO2激光 器、三轴工作台、控制操作面板、冷水机组、 空压机和过滤系统等组成。 加工机床： 加工机床： 工作台尺寸：2700X1700mm 工作台行程：2500X1600mm(X, Y轴) 2500X1600mm(X, Y ) 切割头行程： 350mm(Z轴) 工作台高度： 838mm 定位精度： 0.05mm/M 重复精度： 0.05mm 最大切割速度： 10000mm/min 最大空载速度： 20000mm/min Z轴自动聚焦： 电容式位置传感器 驱动马达： SIEMENS交流伺服电机
工作台技术参数 二维工作台： XY两维，行程用户选配，步进电机驱动。 自动工作台： 可以为用户设计制造各种专用的自动工作台 ，适用于专业化产品焊接的需求。 工作台控制系统：采用我公司独创的HZL-NC203A智能数 字控制器 设备主要用途： 设备主要用途： 光纤通讯器材组装、发动机焊接、小型金属、合金零件的焊接及切割；电池的气密 性缝焊、军工行业特殊要求的焊接；薄钢板、金属筛网打孔切割；汽车传部件的焊 接、继电器……
CX-Q80 型高速振镜激光打标机
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
CX-Q80 型高速振镜激光打标机
2011年6月22日星期三 年 月 日星期三
适用材料用行业 1、 应用于汽车、摩托车零配件、电子 元器件、集成电路（IC）、电工电器、 手机通讯、五金制品、工具配件、精密 器械、眼镜钟表、首饰饰品、、塑胶按 键、建材、PVC管材、医疗器械等行业 2、 适用材料包括：普通金属及合金 （铁、铜、铝、镁、锌等所有金属）， 稀有金属及合金（金、银、钛），金属 氧化物（各种金属氧化物均可），特殊 表面处理（磷化、铝阳极化、电镀表 面），水晶内雕，ABS料（电器用品外 壳，日用品），油墨（透光按键、印刷 制品），环氧树脂（电子元件的封装、 绝缘层）。
主要技术参数
项目名称 激光波长 刻写范围 刻写速度 刻写线宽 刻写深度 环境温度 环境湿度 平均功率 电 源 激光器外型尺寸 控制柜外型尺寸 冷水机柜外型尺寸 设备总重 技术参数 1.06µm 70mmX70mm/110mmX110m m 0-7000 mm/s (可调) 0.1-0.01 mm （视材料） 0.01-0.2mm （视材料可调） ≤35℃ ≤90% 50W 380正负10% 50Hz 20A 1150 mm×160 mm×200 mm 650 mm×575 mm×700 mm 1065 mm×440 mm×510 mm 200公斤
HZL-W大功率全自动智能型激光焊接机 大功率全自动智能型激光焊接机
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主要技术参数
激光工作介质 输出功率 能量不稳定度 熔深 ND：YAG 500W-1000W ≤5% 0.5-3mm 激光波长 单脉冲输出能量 最小光斑直径 连续工作时间 1.064μm 50-120焦 ＜0.3mm ＞24h
结构负载声信号传感的典型装置
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• 检测范围： 检测范围： 由于结构负载声发射反映的是工件在焊接过程中或焊接后 材料发生的变化，因此它与焊缝质量关系密切。研究表明， 利用这种信号可以实现对裂纹、气孔等与结晶有关的缺陷的 进行实时监测。 在早期的结构负载声发射信号分析中，主要研究的是该 信号与马氏体形成的关系，在马氏体形成过程中产生的声信 号在很大程度上取决于碳的含量，而信号的算术平方根则与 形成的马氏体的体积有一定关系。 存在的问题： • 存在的问题： 这种信号传感器需要与工件或透镜紧密耦合，属于接触式 传感。对于焊缝区域恶劣的环境来说，要将传感嚣耦合到工件 上是十分困难的。