全自動(dòng)激光焊接機(jī)焊接技術(shù)是集激光技術(shù)、焊接技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、材料技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)為一體的綜合技術(shù)，最終既體現(xiàn)為成套專用設(shè)備，又體現(xiàn)為與之配套的工藝。作為先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，激光焊接技術(shù)在未來航空制造業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。激光焊接技術(shù)發(fā)展方向主要有以下幾方面：
1.填充焊絲激光焊
全自動(dòng)激光焊接機(jī)激光焊接一般不填充焊絲，但對(duì)焊件裝配間隙要求很高，實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)很難保證，限制了其應(yīng)用范圍。采用填絲激光焊，可大大降低對(duì)裝配間隙的要求。例如板厚2mm的鋁合金板，如不采用填充焊絲，板材間隙必須為零才能獲得良好的成形，如采用φ1.6mm的焊絲做為填充金屬，即使間隙增至1.0mm，也可保證焊縫良好的成形。此外，填充焊絲還可以調(diào)整化學(xué)成分或進(jìn)行厚板多層焊。
2.光束旋轉(zhuǎn)激光焊
使激光束旋轉(zhuǎn)進(jìn)行焊接的方法，也可大大降低焊件裝配以及光束對(duì)中的要求。例如在2mm厚高強(qiáng)合金鋼板對(duì)接時(shí)，容許對(duì)縫裝配間隙從0.14mm增大到0.25mm；而對(duì)4mm厚的板，則從0.23mm增大到0.30mm。光束中心與焊縫中心的對(duì)準(zhǔn)允許誤差從0.25mm增加至0.5mm。
3.激光焊接質(zhì)量在線檢測與控制
利用等離子體的光、聲、電荷信號(hào)對(duì)激光焊接過程進(jìn)行檢測，近年來已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，少數(shù)研究成果已達(dá)到了閉環(huán)控制的程度。激光焊接質(zhì)量檢測和控制系統(tǒng)所用傳感器及其功能簡單介紹如下：
（1）等離子體監(jiān)測傳感器
1）等離子體光學(xué)傳感器（PS）：它的作用是采集等離子體的特征光一紫外光信號(hào)。
2）等離子體電荷傳感器（PCS）：利用噴嘴做探針檢測由于等離子體帶電粒子（正離子、電子）的不均勻擴(kuò)散而在噴嘴和工件之間形成的電位差。
（2）系統(tǒng)功能
1）識(shí)別激光焊接過程屬于何種方式。穩(wěn)定深熔焊過程，有等離子體，PS、PCS信號(hào)均很強(qiáng)；
穩(wěn)定熱導(dǎo)焊過程，不產(chǎn)生等離子體，PS、PCS信號(hào)幾乎等于零；
模式不穩(wěn)定焊過程，等離子體間斷性地產(chǎn)生和消失，相應(yīng)地PS、PCS信號(hào)間斷性地上升和下降。
2）診斷傳輸?shù)胶附訁^(qū)的激光功率是否正常、當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，PS和PCS信號(hào)的強(qiáng)弱與入射到焊接區(qū)的功率大小有對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，監(jiān)視PS和PCS信號(hào)就可以知道導(dǎo)光系統(tǒng)是否正常，焊接區(qū)的功率是否發(fā)生了波動(dòng)。
3）噴嘴高度自動(dòng)跟蹤。PCS信號(hào)隨噴嘴-工件距離的增加而減小。利用這一規(guī)律進(jìn)行閉環(huán)控制可以保證噴嘴-工件距離不變，實(shí)現(xiàn)高度方向的自動(dòng)跟蹤。
4）焦點(diǎn)位置自動(dòng)尋優(yōu)和閉環(huán)控制。在深熔焊范圍內(nèi)，光束焦點(diǎn)位置發(fā)生波動(dòng)時(shí)，PS接收到的等離子體光信號(hào)亦隨之變化，以最佳焦點(diǎn)位置處（此時(shí)小孔最深）PS信號(hào)最小。依據(jù)所發(fā)現(xiàn)的這個(gè)規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)位置自動(dòng)尋優(yōu)與閉環(huán)控制，使焦點(diǎn)位置波動(dòng)小于0.2mm，熔深波動(dòng)小于0.05mm。
上一個(gè)：