二、激光焊接工作站介紹:
8種不同焊接工藝實(shí)現(xiàn):
A、激光自熔工藝
B、 Laser Hybrid激光MIG復(fù)合焊
C、激光CMT復(fù)合焊
D、激光熔覆工藝
E、 Laser Coldwire 激光冷絲
F、 Laser Hotwire 激光熱絲
G、純MIG
H 、CMT
此方案可以實(shí)現(xiàn)以上8種工藝,選擇目前市場(chǎng)最為先進(jìn)IPG光纖激光器和工業(yè)機(jī)器人,焊接頭、通過(guò)人工示教機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡、切換不同工藝裝備和設(shè)定焊接參數(shù),可以達(dá)到以上7種工藝焊接狀態(tài),滿足試驗(yàn)室大部分實(shí)驗(yàn)和教學(xué)要求。
三、工作原理介紹:
1臺(tái)4kW Ytterbium Fiber Laser YLS-4000激光發(fā)生器,帶1路耦合器1路光閘。
20米0.3-0.4mm 芯徑光纖+RAYTOOLS AG AK390光纖激光熔敷頭+ 1套Fronius TPS5000CMT+ 1套Motoman MH24機(jī)器人 + 1套300KG 單軸變位機(jī)+送粉器+復(fù)合焊頭夾持架。
工作原理:一套焊接頭實(shí)現(xiàn)不同工藝切換,只需在PLC、設(shè)備設(shè)置對(duì)應(yīng)程序和焊接工藝調(diào)整即可實(shí)現(xiàn),簡(jiǎn)單快捷。
四、激光MIG復(fù)合焊接介紹:
激光焊與另一種焊接方法相結(jié)合的焊接技術(shù)稱為激光復(fù)合焊。激光-MIG焊就是激光與MIG電弧同時(shí)作用于焊接區(qū),通過(guò)激光與電弧的相互影響,克服每一種方法自身的不足,進(jìn)而產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。 圖1描繪了激光-MIG的基本原理。
圖1:激光-MIG復(fù)合焊示意圖
MIG焊成本低,使用填絲,適用性強(qiáng),缺點(diǎn)是熔深淺、焊速低、工件承受熱載荷大。激光焊可形成深而窄的焊縫,焊速高、熱輸入低,但投資高,對(duì)工件制備精度要求高,對(duì)鋁等材料的適應(yīng)性差。激光-MIG的復(fù)合效應(yīng)表現(xiàn)在:電弧增加了對(duì)間隙的橋接性,其原因有二:一是填充焊絲;二是電弧加熱范圍較寬。電弧功率決定焊縫頂部寬度,激光產(chǎn)生的等離子體減小了電弧引燃和維持的阻力,使電弧更穩(wěn)定。激光功率決定了焊縫的深度,更進(jìn)一步講,復(fù)合導(dǎo)致了效率增加以及焊接適應(yīng)性的增強(qiáng)。
從能量觀點(diǎn)看,激光電弧復(fù)合對(duì)焊接效率的提高十分顯著。這主要基于兩種效應(yīng),一是較高的能量密度導(dǎo)致了較高的焊接速度;二是兩熱源相互作用的疊加效應(yīng)。
對(duì)于激光焊來(lái)說(shuō),焊接前,必須首先解決表面反射問(wèn)題,尤其是鋁表面。工件對(duì)激光的
吸收率本質(zhì)上受表面溫度的影響。而對(duì)于激光-MIG焊,由于電弧加熱,金屬溫度升高,降低了
金屬對(duì)激光的反射率,增加了對(duì)光能的吸收。
Fronius CMT焊機(jī)介紹
1.1選用的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的功能
實(shí)現(xiàn)的焊接方式:
A) 變極性CMT焊功能
B) 純CMT焊
C) CMT+P 混合過(guò)渡(CMT復(fù)合脈沖工藝)
D) 脈沖MIG/MAG 藝
E) 直流MIG/MAG焊工藝
F) 雙脈沖焊接工藝
適用的材料:
ü 鋼
ü 鋁
ü 不銹鋼
ü 鍍鋅板
ü 銅
ü 鎳
ü 鎂,鈦,等特殊材料
一、 用途:
用于配套機(jī)器人使用,實(shí)現(xiàn)堆焊增材,可以實(shí)現(xiàn)特殊合金鋼,鋁,鎳,不銹鋼,或其它特種材料(如鈦,鎂等)
二、 焊機(jī)的技術(shù)的先進(jìn)性說(shuō)明
TPS4000CMT焊機(jī)是采用全數(shù)字化控制的逆變焊機(jī),內(nèi)置有各種材料的焊接專家系統(tǒng),在焊接過(guò)程中主動(dòng)干預(yù)熔滴過(guò)渡,實(shí)現(xiàn)冷-熱交替焊接,容易實(shí)現(xiàn)薄板或超薄板焊接,同時(shí)焊接飛濺小,熱輸入量。同時(shí)焊機(jī)包含其它品牌MIG/MAG焊機(jī)的功能,是目前功能最全的MIG/MAG焊機(jī)。同時(shí)焊機(jī)具有智能化,可升級(jí)等技術(shù)領(lǐng)先性能特點(diǎn),在不改變硬件的情況下保證焊機(jī)的先進(jìn)性。
Fronius 公司CMT(Cold Metal Transfer)冷金屬過(guò)渡技術(shù)是在直流MIG/MAG焊基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種革新技術(shù)。從原理上說(shuō),CMT同傳統(tǒng)的MIG/MAG焊有兩個(gè)最大不同之處:
Ø CMT焊接送絲不是恒定的,是作送進(jìn)/回抽的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)焊機(jī)的DSP處理器監(jiān)測(cè)到一個(gè)熔滴短路信號(hào),焊機(jī)就會(huì)讓焊絲進(jìn)行回抽,幫助熔滴脫落,每秒種回抽頻率高達(dá)70次
Ø 熔滴過(guò)渡在幾乎無(wú)電流狀態(tài)下過(guò)渡。
當(dāng)熔滴過(guò)渡瞬間,焊機(jī)會(huì)讓電流降至幾乎為零,當(dāng)熔滴通過(guò)焊絲回抽拉斷后,又回到正常的電壓和電流,整個(gè)焊接過(guò)程實(shí)現(xiàn)“熱-冷-熱”交替轉(zhuǎn)換。
上述原理帶來(lái)的改變:
l CMT熱輸入量更低。直流MIG/MAG焊熔滴同工件短路時(shí),由于表面張力的原因,形成小橋,同時(shí)電流一直上升,直到小橋汽化爆斷(見(jiàn)右上圖),而CMT焊熔滴同工件短路,電流瞬間降至幾乎為零。右圖陰影部份為熱量區(qū),CMT熱量區(qū)明顯要小。
l 通過(guò)焊絲回抽,主動(dòng)干預(yù)熔滴過(guò)渡,過(guò)渡頻率/周期更穩(wěn)定,焊接過(guò)程更精確,穩(wěn)定。短路/脈沖等過(guò)渡方式都是通過(guò)熔滴表面張力、電磁收縮力、熔滴重量綜合起作用,屬“自然”或“自發(fā)”過(guò)渡,容易受外界條件的干擾(如焊絲拉拔的粗細(xì),工件表面張力…),過(guò)渡的頻率(如t1和t2的時(shí)間是不同的),短路電流的峰值都是變化的(見(jiàn)上圖的峰值電流以),不可控的。結(jié)果是每個(gè)過(guò)渡熱量不盡相同,因而在焊薄板時(shí)有時(shí)會(huì)焊穿就是這個(gè)原因。而CMT是通過(guò)焊絲回抽,主動(dòng)控制熔滴過(guò)渡的頻率,降低了外界因素的干擾,過(guò)渡周期更穩(wěn)定,熱量輸入控制更精確而普通MIG/MAG焊是做不到這樣精確控制熱量的。