激光焊接技术及焊接机器人简介ppt课件

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激光焊接技术及焊接机激光焊接技术及焊接机器人简介器人简介2024/8/2激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介2023/8/18激光焊接技术及1摘要 各种焊接技术及其优缺点 激光焊接技术 激光焊接的优缺点 激光焊接的工艺参数 激光焊接的发展 激光焊接的应用举例 激光焊接机器人激光焊接技术及焊接机器人简介摘要各种焊接技术及其优缺点激光焊接技术及焊接机器人简介2各种焊接技术及其优缺点激光焊接技术及焊接机器人简介各种焊接技术及其优缺点激光焊接技术及焊接机器人简介3激光焊接技术-基本工作原理激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术-基本工作原理激光焊接技术及焊接41.引言 激光焊接从上世纪激光焊接从上世纪6060年代激光器诞生不久就开始了研究,年代激光器诞生不久就开始了研究,从开始的薄小零件或器件的焊接到目前大功率激光焊接在从开始的薄小零件或器件的焊接到目前大功率激光焊接在工业生产中的大量的应用,经历了近工业生产中的大量的应用,经历了近4040年的发展。年的发展。由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊由于激光焊接具有能量密度高、变形小、热影响区窄、焊接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点,近年来接速度高、易实现自动控制、无后续加工的优点,近年来正成为金属材料加工与制造的重要手段,越来越广泛地应正成为金属材料加工与制造的重要手段,越来越广泛地应用在汽车、航空航天、国防工业、造船、海洋工程、核电用在汽车、航空航天、国防工业、造船、海洋工程、核电设备等领域,所涉及的材料涵盖了几乎所有的金属材料。设备等领域,所涉及的材料涵盖了几乎所有的金属材料。虽然与传统的焊接方法相比,激光焊接尚存在设备昂贵,虽然与传统的焊接方法相比,激光焊接尚存在设备昂贵,一次性投资大,技术要求高的问题,使得激光焊接在我国一次性投资大,技术要求高的问题,使得激光焊接在我国的工业应用还相当有限,但激光焊接生产效率高和易实现的工业应用还相当有限,但激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。激光焊接技术及焊接机器人简介1.引言激光焊接从上世纪60年代激光器诞生不久就开始了研究52、激光焊接技术的进展l l在这里分两部分进行分析:在这里分两部分进行分析:l l1 1)激光技术)激光技术l l2 2)激光焊接过程监测与质量控制)激光焊接过程监测与质量控制 激光焊接技术及焊接机器人简介2、激光焊接技术的进展在这里分两部分进行分析:激光焊接技6激光的产生原理及特性l l三要素:激励源,介质,谐振三要素:激励源,介质,谐振腔。介质受到激发至高能量状腔。介质受到激发至高能量状态,由于受激吸收跃迁光在两态,由于受激吸收跃迁光在两端镜间来回反射,将光波放大,端镜间来回反射,将光波放大,并获得足够能量而开始发射出并获得足够能量而开始发射出激光。激光。l l激光的四性:单色性、相干性、激光的四性:单色性、相干性、方向性、高亮度方向性、高亮度l l因而高度集中的激光可以提供因而高度集中的激光可以提供焊接、切割及热处理等功能焊接、切割及热处理等功能激光焊接技术及焊接机器人简介激光的产生原理及特性激光焊接技术及焊接7激光焊接特性激光焊接特性l l激光焊接属于熔融焊接,以激光束为能源,冲击在焊件接头上。激光焊接属于熔融焊接,以激光束为能源,冲击在焊件接头上。l l激光束可由平面光学元件(如镜子)导引,随后再以反射聚焦元件或激光束可由平面光学元件(如镜子)导引,随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。镜片将光束投射在焊缝上。l l激光焊接属非接触式焊接,作业过程不需加压,但需使用惰性气体以激光焊接属非接触式焊接,作业过程不需加压,但需使用惰性气体以防熔池氧化,填料金属偶有使用。防熔池氧化,填料金属偶有使用。激光焊接示意图激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接特性激光焊接属于熔融焊接,以激光束为能源,冲击在焊件8激光焊接的优缺点激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的优缺点激光焊接技术及焊接机器人简介9激光焊接的主要优点激光焊接的主要优点(1 1)可将入热量降到最低的需要量,热影响区金相变化)可将入热量降到最低的需要量,热影响区金相变化范围小,且因热传导所导致的变形亦最低。范围小,且因热传导所导致的变形亦最低。(2 2)32mm32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格,板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格,可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。(3 3)不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。且因)不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形接可降至最低。不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形接可降至最低。(4 4)激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可放)激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可放置在离工件适当之距离,且可在工件周围的机具或障碍间置在离工件适当之距离,且可在工件周围的机具或障碍间再导引,其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。再导引,其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。(5 5)工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环)工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下)。境在控制下)。(6 6)激光束可聚焦在很小的区域,可焊接小型且间隔相)激光束可聚焦在很小的区域,可焊接小型且间隔相近的部件。近的部件。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的主要优点(1)可将入热量降到最低的需要量,热影响区10激光焊接的主要优点激光焊接的主要优点(7 7)可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种异质材料。)可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种异质材料。(8 8)易于以自动化进行高速焊接,亦可以数位或电脑控)易于以自动化进行高速焊接,亦可以数位或电脑控制。制。(9 9)焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回)焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。熔的困扰。(1010)不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易),)不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易),能精确的对准焊件。能精确的对准焊件。(1111)可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属)可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属 (1212)不需真空,亦不需做)不需真空,亦不需做X X射线防护。射线防护。(1313)若以穿孔式焊接,焊道深一宽比可达)若以穿孔式焊接,焊道深一宽比可达10:1 10:1 (1414)可以切换装置将激光束传送至多个工作站。)可以切换装置将激光束传送至多个工作站。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的主要优点(7)可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种11激光焊接的主要缺点(1 1)焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内。)焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内。(2 2)焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需)焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。与激光束将冲击的焊点对准。(3 3)最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过)最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm19mm的工的工件,生产线上不适合使用激光焊接。件,生产线上不适合使用激光焊接。(4 4)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变。接性会受激光所改变。(5 5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。再出现。(6 6)能量转换效率太低,通常低于)能量转换效率太低,通常低于10%10%。(7 7)焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。)焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。(8 8)设备昂贵。)设备昂贵。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的主要缺点(1)焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚12激光焊接的工艺参数激光焊接的工艺参数激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的工艺参数激光焊接技术及焊接机器人简介13激光焊接的工艺参数激光焊接的工艺参数 对于一般激光焊接的工艺参数:对于一般激光焊接的工艺参数:对于一般激光焊接的工艺参数:对于一般激光焊接的工艺参数:(1)(1)功率密度。功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在接中,功率密度在范围在104106W/CM2104106W/CM2。(2)(2)激光脉冲波形。激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有将会有6098%6098%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的工艺参数对于一般激光焊接的工艺参数:激光焊接技术及14激光焊接的工艺参数激光焊接的工艺参数(3)(3)激光脉冲宽度。激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。积的关键参数。(4)(4)离焦量。对焊接质量的影响。离焦量。对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离做文激光焊接通常需要一定的离做文章一,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离章一,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,激光加热可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,激光加热50200us50200us材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。焊接薄材料时,宜用正离焦。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的工艺参数(3)激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接15激光焊接的工艺参数激光焊接的工艺参数 对于激光深熔焊接的主要工艺参数:对于激光深熔焊接的主要工艺参数:对于激光深熔焊接的主要工艺参数:对于激光深熔焊接的主要工艺参数:1)1)激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值,低于此值,熔激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值,低于此值,熔深很浅,一旦达到或超过此值,熔深会大幅度提高。只有当工件上的深很浅,一旦达到或超过此值,熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值(与材料有关),等离子体才会产生,这标志激光功率密度超过阈值(与材料有关),等离子体才会产生,这标志着稳定深熔焊的进行。着稳定深熔焊的进行。2)2)光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一,因为它决光束焦斑。光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一,因为它决定功率密度。定功率密度。3)3)材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能,如吸材料吸收值。材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能,如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等,其中最重要的是吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等,其中最重要的是吸收率。收率。4)4)焊接速度。焊接速度对熔深影响较大,提高速度会使熔深变浅,但焊接速度。焊接速度对熔深影响较大,提高速度会使熔深变浅,但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。所以,对一定激光功率速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。所以,对一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一个合适的焊接速度范围,并在其中相应和一定厚度的某特定材料有一个合适的焊接速度范围,并在其中相应速度值时可获得最大熔深。速度值时可获得最大熔深。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的工艺参数对于激光深熔焊接的主要工艺参数:激光焊接16激光焊接的工艺参数激光焊接的工艺参数 5)5)保护气体。激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池保护气体。激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池 。大多数应。大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护,使工件在焊接过程中免受用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护,使工件在焊接过程中免受氧化。氧化。6)6)透镜焦距。焊接时通常采用聚焦方式会聚激光,一般选用透镜焦距。焊接时通常采用聚焦方式会聚激光,一般选用63254mm(2.5”10”)63254mm(2.5”10”)焦距的透镜。焦距的透镜。7)7)焦点位置。焊接时,为了保持足够功率密度,焦点位置至关重要。焦点位置。焊接时,为了保持足够功率密度,焦点位置至关重要。焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度。焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度。8)8)激光束位置。对不同的材料进行激光焊接时,激光束位置控制着焊激光束位置。对不同的材料进行激光焊接时,激光束位置控制着焊缝的最终质量,特别是对接接头的情况比搭接结头的情况对此更为敏缝的最终质量,特别是对接接头的情况比搭接结头的情况对此更为敏感。感。9)9)焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制。激光深熔焊接时,焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制。激光深熔焊接时,不管焊缝深浅,小孔现象始终存在。当焊接过程终止、关闭功率开关不管焊缝深浅,小孔现象始终存在。当焊接过程终止、关闭功率开关时,焊缝尾端将出现凹坑。另外,当激光焊层覆盖原先焊缝时,会出时,焊缝尾端将出现凹坑。另外,当激光焊层覆盖原先焊缝时,会出现对激光束过度吸收,导致焊件过热或产生气孔。现对激光束过度吸收,导致焊件过热或产生气孔。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的工艺参数5)保护气体。激光焊接过程常使用惰性气体来17激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介18焊接速度、焊缝深度与激光功率关系激光焊接技术及焊接机器人简介焊接速度、焊缝深度与激光功率关系激光焊接技术及焊接机器人简介19焊接速度、焊缝深度与焦距关系激光焊接技术及焊接机器人简介焊接速度、焊缝深度与焦距关系激光焊接技术及焊接机器人简介20焊接速度、焊缝深度与光束偏振方向关系激光焊接技术及焊接机器人简介焊接速度、焊缝深度与光束偏振方向关系激光焊接技术及焊接机器人21焦点半径、焊接速度对焊缝截面影响激光焊接技术及焊接机器人简介焦点半径、焊接速度对焊缝截面影响激光焊接技术及焊接机器人简介22激光焊接基本接头形式激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接基本接头形式激光焊接技术及焊接机器人简介23激光焊接的应用激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的应用激光焊接技术及焊接机器人简介24激光焊接的应用领域激光焊接的应用领域 1 1、制造业应用、制造业应用、制造业应用、制造业应用 拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材用激光把边部对焊,焊接成一块整体板,以满足零部件材用激光把边部对焊,焊接成一块整体板,以满足零部件对材料性能的不同要求。对材料性能的不同要求。从从2020世纪世纪8080年代中期开始,拼焊板作为新技术在欧洲、美年代中期开始,拼焊板作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。拼焊板工艺主要是为汽车行国、日本得到了广泛的关注。拼焊板工艺主要是为汽车行业进行配套服务,尤其在车身零部件生产、制造和设计方业进行配套服务,尤其在车身零部件生产、制造和设计方面,拼焊板的使用有着巨大的优势。面,拼焊板的使用有着巨大的优势。激光拼焊可以最大限度地减少汽车零件数量、减轻汽车重激光拼焊可以最大限度地减少汽车零件数量、减轻汽车重量、优化零部件的公差和降低成本,同时又可保证汽车的量、优化零部件的公差和降低成本,同时又可保证汽车的性能,代表了汽车新技术的发展方向。性能,代表了汽车新技术的发展方向。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的应用领域1、制造业应用激光焊接技术及焊接机器人简介25激光焊接的发展激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展激光焊接技术及焊接机器人简介26激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介27激光焊接技术激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术激光焊接技术及焊接机器人简介28激光焊接的发展 -激光填丝焊接l l激光填丝焊接是指在激光填丝焊接是指在焊缝中预先填入特定焊缝中预先填入特定焊接材料后用激光照焊接材料后用激光照射熔化或在激光照射射熔化或在激光照射的同时填入焊接材料的同时填入焊接材料以形成焊接接头的方以形成焊接接头的方法。激光填丝焊接与法。激光填丝焊接与非填丝焊接相比非填丝焊接相比,具有具有如下优点如下优点:l l(1)(1)解决了对工件加解决了对工件加工装配要求严格的问工装配要求严格的问题题;(2)(2)可实现较小功率可实现较小功率焊接较厚较大零件焊接较厚较大零件;(3)(3)通过调节填丝成通过调节填丝成分分,可控制焊缝区域组可控制焊缝区域组织性能。织性能。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展-29激光焊接的发展 -激光电弧复合焊接l l这种复合焊接主要指这种复合焊接主要指激光与激光与TIGTIG或或MIGMIG电弧电弧复合焊接。在这种工复合焊接。在这种工艺中艺中,激光和电弧相互激光和电弧相互作用、取长补短。作用、取长补短。l l例如例如,激光焊接的能量激光焊接的能量利用率低的重要原因利用率低的重要原因是焊接过程中产生的是焊接过程中产生的等离子体云对激光的等离子体云对激光的吸收和散射吸收和散射,且等离子且等离子体对激光的吸收与正体对激光的吸收与正负离子密度的乘积成负离子密度的乘积成正比正比;如果在激光束附近外加电弧,电子密度显著降低,等离子体云得到稀释,对激光的消耗减小,工件对激光的吸收率提高。而且由于工件对激光的吸收率随温度的升高而增大,电弧对焊接母材接口进行预热,使接口开始被激光照射时的温度升高,也使激光的吸收率进一步提高。这种效果尤其对于激光反射率高、导热系数高的材料更加显著这种效果尤其对于激光反射率高、导热系数高的材料更加显著激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展-激光电30激光焊接的发展 -激光电弧复合焊接 在激光焊接时在激光焊接时,由于热作用和影响区很小由于热作用和影响区很小,焊接端面接口容焊接端面接口容易发生错位和焊接不连续现象易发生错位和焊接不连续现象;峰值温度高峰值温度高,温度梯度大温度梯度大,焊接后冷却、凝固很快焊接后冷却、凝固很快,容易产生裂纹和气孔。容易产生裂纹和气孔。而在激光与电弧复合焊接时而在激光与电弧复合焊接时,由于电弧的热作用范围、热由于电弧的热作用范围、热影响区较大影响区较大,可缓和对接口精度的要求可缓和对接口精度的要求,减少错位和焊接不减少错位和焊接不连续现象连续现象;而且温度梯度较小而且温度梯度较小,冷却、凝固过程较缓慢冷却、凝固过程较缓慢,有有利于气体的排除利于气体的排除,降低内应力降低内应力,减少或消除气孔和裂纹。减少或消除气孔和裂纹。由于电弧焊接容易使用添加剂由于电弧焊接容易使用添加剂,可以填充间隙可以填充间隙,采用激光电采用激光电弧复合焊接的方法能减少或消除焊缝的凹陷。弧复合焊接的方法能减少或消除焊缝的凹陷。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展-激光电31激光焊接的发展 -激光电弧复合焊接l lTIGTIGTIGTIG焊(惰性气体钨极保护焊)焊(惰性气体钨极保护焊)焊(惰性气体钨极保护焊)焊(惰性气体钨极保护焊)l l钨极氩弧焊具有下列优点:钨极氩弧焊具有下列优点:钨极氩弧焊具有下列优点:钨极氩弧焊具有下列优点:l l1 1 1 1)氩气能有效地隔绝周围空)氩气能有效地隔绝周围空)氩气能有效地隔绝周围空)氩气能有效地隔绝周围空气;它本身又不溶于金属,不和金气;它本身又不溶于金属,不和金气;它本身又不溶于金属,不和金气;它本身又不溶于金属,不和金属反应;钨极氩弧焊过程中电弧还属反应;钨极氩弧焊过程中电弧还属反应;钨极氩弧焊过程中电弧还属反应;钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用。有自动清除工件表面氧化膜的作用。有自动清除工件表面氧化膜的作用。有自动清除工件表面氧化膜的作用。因此,可成功地焊接易氧化,氮化、因此,可成功地焊接易氧化,氮化、因此,可成功地焊接易氧化,氮化、因此,可成功地焊接易氧化,氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢化学活泼性强的有色金属、不锈钢化学活泼性强的有色金属、不锈钢化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。和各种合金。和各种合金。和各种合金。l l2 2 2 2)钨极电弧稳定,即使在很)钨极电弧稳定,即使在很)钨极电弧稳定,即使在很)钨极电弧稳定,即使在很小的焊接电流(小的焊接电流(小的焊接电流(小的焊接电流(10A10A10A10A)下仍可稳)下仍可稳)下仍可稳)下仍可稳定燃烧,特别适用于薄板,超薄板定燃烧,特别适用于薄板,超薄板定燃烧,特别适用于薄板,超薄板定燃烧,特别适用于薄板,超薄板材料焊接。材料焊接。材料焊接。材料焊接。l l3 3 3 3)热源和填充焊丝可分别控)热源和填充焊丝可分别控)热源和填充焊丝可分别控)热源和填充焊丝可分别控制,因而热输入容易调节,可进行制,因而热输入容易调节,可进行制,因而热输入容易调节,可进行制,因而热输入容易调节,可进行各种位置的焊接,也是实现单面焊各种位置的焊接,也是实现单面焊各种位置的焊接,也是实现单面焊各种位置的焊接,也是实现单面焊双面盛开的理想方法。双面盛开的理想方法。双面盛开的理想方法。双面盛开的理想方法。l l4 4 4 4)由于填充焊丝不通过电弧,)由于填充焊丝不通过电弧,)由于填充焊丝不通过电弧,)由于填充焊丝不通过电弧,故不会产生飞溅,焊缝成形美观。故不会产生飞溅,焊缝成形美观。故不会产生飞溅,焊缝成形美观。故不会产生飞溅,焊缝成形美观。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展-激光电32激光焊接的发展 -激光电弧复合焊接l l不足之处是:不足之处是:不足之处是:不足之处是:l l1 1 1 1)熔深浅,熔敷速度小,生产率)熔深浅,熔敷速度小,生产率)熔深浅,熔敷速度小,生产率)熔深浅,熔敷速度小,生产率较低。较低。较低。较低。l l2 2 2 2)钨极承载电流的能力较差,过)钨极承载电流的能力较差,过)钨极承载电流的能力较差,过)钨极承载电流的能力较差,过大的电流会引起钨极熔化和蒸发,大的电流会引起钨极熔化和蒸发,大的电流会引起钨极熔化和蒸发,大的电流会引起钨极熔化和蒸发,其微粒有可能进入熔池,渣成污染其微粒有可能进入熔池,渣成污染其微粒有可能进入熔池,渣成污染其微粒有可能进入熔池,渣成污染(夹钨)。(夹钨)。(夹钨)。(夹钨)。l l3 3 3 3)隋性气体(氩气、氦气)较贵,)隋性气体(氩气、氦气)较贵,)隋性气体(氩气、氦气)较贵,)隋性气体(氩气、氦气)较贵,和其它电弧焊方法(如手工电弧焊、和其它电弧焊方法(如手工电弧焊、和其它电弧焊方法(如手工电弧焊、和其它电弧焊方法(如手工电弧焊、埋弧焊、埋弧焊、埋弧焊、埋弧焊、CO2CO2CO2CO2气体保护焊等)比较,气体保护焊等)比较,气体保护焊等)比较,气体保护焊等)比较,生产成本较高。生产成本较高。生产成本较高。生产成本较高。l l激光与激光与激光与激光与TIG TIG TIG TIG 复合焊接的特点是复合焊接的特点是复合焊接的特点是复合焊接的特点是:l l(1)(1)(1)(1)利用电弧增强激光的作用利用电弧增强激光的作用利用电弧增强激光的作用利用电弧增强激光的作用,可可可可用小功率激光器代替大功率激光器用小功率激光器代替大功率激光器用小功率激光器代替大功率激光器用小功率激光器代替大功率激光器焊接金属材料焊接金属材料焊接金属材料焊接金属材料;l l(2)(2)(2)(2)可高速焊接薄件可高速焊接薄件可高速焊接薄件可高速焊接薄件;l l(3)(3)(3)(3)可改善焊缝成型可改善焊缝成型可改善焊缝成型可改善焊缝成型,获得优质焊获得优质焊获得优质焊获得优质焊接接头接接头接接头接接头;l l(4)(4)(4)(4)可缓和母材焊接端面接口精度可缓和母材焊接端面接口精度可缓和母材焊接端面接口精度可缓和母材焊接端面接口精度要求。要求。要求。要求。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展-激光电33激光焊接的发展 -激光钎焊激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展-激光钎34激光焊接的发展 -激光钎焊 激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接,尤其实用于片激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接,尤其实用于片状元件组装技术。采用激光软钎焊与其它方式相比有以状元件组装技术。采用激光软钎焊与其它方式相比有以下优点:下优点:1.1.用非接触加热,熔化带宽,不需要任何辅助工具,可在用非接触加热,熔化带宽,不需要任何辅助工具,可在双面印刷电路板上双面元件装备后加工。双面印刷电路板上双面元件装备后加工。2.2.重复操作稳定性好。重复操作稳定性好。焊剂对焊接工具污染小,且激光焊剂对焊接工具污染小,且激光照射时间和输出功率易于控制,激光钎焊成品率高。照射时间和输出功率易于控制,激光钎焊成品率高。3.3.激光束易于实现分光,可用半透镜、反射镜、棱镜、扫激光束易于实现分光,可用半透镜、反射镜、棱镜、扫描镜等光学元件进行时间与空间分割,能实现多点同时描镜等光学元件进行时间与空间分割,能实现多点同时对称焊。对称焊。4.4.激光钎焊多用波长激光钎焊多用波长1.06um1.06um的激光作为热源,可用光的激光作为热源,可用光纤传输,纤传输,可以在常规方式不易焊接的部位进行加工,可以在常规方式不易焊接的部位进行加工,灵活性好。灵活性好。激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的发展-激光钎35激光焊接的应用举例汽车制造业、船舶制造航空航天激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接的应用举例汽车制造业、船舶制造激光焊接技术及焊接机器36激光焊接应用汽车制造激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接应用汽车制造激光焊接技术及焊接机器人简介37汽车制造业发展趋势激光焊接技术及焊接机器人简介汽车制造业发展趋势激光焊接技术及焊接机器人简介38激光焊在汽车制造中应用形式激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊在汽车制造中应用形式激光焊接技术及焊接机器人简介39激光拼焊激光焊接技术及焊接机器人简介激光拼焊激光焊接技术及焊接机器人简介40激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介41激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介42汽车传动零部件激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介汽车传动零部件激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介43汽车传动零部件激光焊接l l用激光可以焊用激光可以焊接一些要求强接一些要求强度高、变形小度高、变形小,用传统方法无用传统方法无法焊接的特种法焊接的特种材料的汽车零材料的汽车零部件部件激光焊接技术及焊接机器人简介汽车传动零部件激光焊接用激光可以焊接一些要求强度高、变形小,44激光加工应用船舶制造激光焊接技术及焊接机器人简介激光加工应用船舶制造激光焊接技术及焊接机器人简介45造船采用高功率激光焊接的优点 焊接生产率大大提高,这是由于焊接生产率大大提高,这是由于:激光焊接速度快激光焊接速度快 激光焊接熔深大激光焊接熔深大可单道焊或减少焊道数可单道焊或减少焊道数 焊后矫形工作量大大减少焊后矫形工作量大大减少 船坞焊接工作量大大减少船坞焊接工作量大大减少 船舶的精度制造成为可能船舶的精度制造成为可能 一些特殊结构,如三明治结构焊接成为可能一些特殊结构,如三明治结构焊接成为可能 有利于结构优化设计,减轻结构重量有利于结构优化设计,减轻结构重量 有利于船舶的模块化设计制造有利于船舶的模块化设计制造激光焊接技术及焊接机器人简介造船采用高功率激光焊接的优点焊接生产率大大提高,这是由于:激46三明治船板激光复合焊激光焊接技术及焊接机器人简介三明治船板激光复合焊激光焊接技术及焊接机器人简介47三明治结构板激光焊接形式激光焊接技术及焊接机器人简介三明治结构板激光焊接形式激光焊接技术及焊接机器人简介48激光加工应用航空航天激光焊接技术及焊接机器人简介激光加工应用航空航天激光焊接技术及焊接机器人简介49火箭燃料箱激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介火箭燃料箱激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介50空客380铝合金壳体的激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介空客380铝合金壳体的激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介51飞机铝合金箱体零部件激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介飞机铝合金箱体零部件激光焊接激光焊接技术及焊接机器人简介52小结对于激光焊接:对于激光焊接:l l焊缝深窄,深宽比高焊缝深窄,深宽比高(10:1)(10:1)l l焊接速度快焊接速度快l l热输入低热输入低l l焊缝热影响区窄焊缝热影响区窄l l焊接变形小焊接变形小l l焊缝质量好焊缝质量好,特别是韧性好特别是韧性好l l改进采用激光复合焊可降改进采用激光复合焊可降低间隙要求低间隙要求l l可用于各类工业制造可用于各类工业制造激光焊接技术及焊接机器人简介小结对于激光焊接:激光焊接技术及焊接机器人简介53先进焊接设备先进焊接设备 焊接机器人焊接机器人激光焊接技术及焊接机器人简介先进焊接设备54什么是焊接机器人?什么是焊接机器人?具有三个或三个以上可自由编程的轴,并能将具有三个或三个以上可自由编程的轴,并能将焊接工具按要求送到预定空间位置,按要求轨焊接工具按要求送到预定空间位置,按要求轨迹及速度移动焊接工具的机器。迹及速度移动焊接工具的机器。包括:弧焊机器人、激光焊接机器人、点焊机包括:弧焊机器人、激光焊接机器人、点焊机器人等器人等。激光焊接技术及焊接机器人简介什么是焊接机器人?激光焊接技术及焊接机器人简介55焊接机器人的组成 激光焊接技术及焊接机器人简介焊接机器人的组成激光焊接技术及焊接机器人简介56焊接用机器人的主要结构形式及性能焊接用机器人的主要结构形式及性能 激光焊接技术及焊接机器人简介焊接用机器人的主要结构形式及性能激光焊接技术及焊接机器人简57激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介58 焊接机器人焊接机器人有什么优点呢?有什么优点呢?激光焊接技术及焊接机器人简介焊接机器人有什么优点呢?激光焊接技术及焊接机器人简591)稳定和提高焊接质量;2)提高劳动生产率;3)改善工人劳动强度,可在有害环境下工作;4)降低了对工人操作技术的要求;5)缩短了产品改型换代的准备周期,减少相 应的设备投资。激光焊接技术及焊接机器人简介1)稳定和提高焊接质量;激光焊接技术及焊接机器人简介60点焊机器人点焊机器人点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点焊焊接系统几部分组成,由于为了适应灵活动作的工作要求,通常电焊机器人选用关节式工业机器人的基本设计,一般具有六个自由度:腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。其驱动方式有液压驱动和电气驱动两种。其中电气驱动具有保养维修简便、能耗低、速度高、精度高、安全性好等优点,因此应用较为广泛。点焊机器人按照示教程序规定的动作、顺序和参数进行点焊作业,其过程是完全自动化的,并且具有与外点焊机器人专用的点焊钳部设备通信的接口,可以通过这一接口接受上一级主控与管理计算机的控制命令进行工作激光焊接技术及焊接机器人简介点焊机器人点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒和点61激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介62弧焊机器人弧焊机器人弧焊机器人的组成和原理与点焊机器人基本相同,中国在20世纪80年代中期研制出华宇-型弧焊机器人。一般的弧焊机器人是由示教盒、控制盘、机器人本体及自动送丝装置、焊接电源等部分组成。可以在计算机的控制下实现连续轨迹控制和点位控制。还可以利用直线插补和圆弧插补功能焊接由直线及圆弧所组成的空间焊缝。弧焊机器人主要有熔化极焊接作业和非熔化极焊接作业两种类型,具有可长期进行焊接作业、保证焊接作业的高生产率、高质量和高稳定性等特点。随着技术的发展,弧焊机器人人正向着智能化的方向发展。激光焊接技术及焊接机器人简介弧焊机器人弧焊机器人的组成和原理与点焊机器人基本相63激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介64激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介65焊接机器人在高质量、高效率的焊接生产中,发挥了极其重要的作用。工业机器人技术的研究、发展与应用,有力地推动了世界工业技术的进步。近年来,焊接机器人技术的研究与应用在焊缝跟踪、信息传感、离线编程与路径规划、智能控制、电源技术、仿真技术、焊接工艺方法、遥控焊接技术等方面取得了许多突出的成果。随着计算机技术、网络技术、智能控制技术、人工智能理论以及工业生产系统的不断发展,焊接机器人技术领域还有很多亟待我们去研究的问题,特别是焊接机器人的视觉控制技术、模糊控制技术、智能化控制技术、嵌入式控制技术、虚拟现实技术、网络控制技术等将是未来研究的主要方向。焊接机器人的应用焊接机器人的应用激光焊接技术及焊接机器人简介焊接机器人的应用激光焊接技术及焊接机器人简介66我国应用的焊接机器人主我国应用的焊接机器人主要分为日系、欧系、国产。要分为日系、欧系、国产。应用主要集中在汽车、摩应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机托车、工程机械、铁路机械等几个主要行业。械等几个主要行业。其中汽车生产是最大的用其中汽车生产是最大的用户户激光焊接技术及焊接机器人简介我国应用的焊接机器人主要分为日系、欧67激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介68激光焊接技术及焊接机器人简介激光焊接技术及焊接机器人简介69演讲完毕,谢谢听讲!再见,seeyouagain3rew3rew2024/8/2激光焊接技术及焊接机器人简介演讲完毕,谢谢听讲!再见,seeyouagain3rew70
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