激光自动化焊接空间曲面零件工艺研究

为了焊接紧密接合不锈钢空间曲面零件,使用机器人与Nd:YAG激光焊接设备组合系统.文章讨论了工艺因素对焊接效果的影响,包括零件是否紧密结合、程序编写、轨迹规划和激光焊接参数.通过激光切割零件提高接合紧密度;选择转弯区fine尺寸控制激光的实时关断;将焊接面分为两个半椭圆,配合机器人手臂的外旋转轴,完成一次焊接;在激光脉冲峰值功率2.5kW、脉冲宽度3ms、脉冲频率33Hz,单脉冲能量7.5J,机器人手臂行走速度0.25m/s的工艺参数下能获得良好的焊接效果.实验表明,Nd:YAG激光配合高自由度机器人手臂,能够实现空间曲面的高质量焊接.     

双光束激光双路焊接的跟踪控制技术研究

为了实现对T型接头的双光束激光焊接,采用基于多轴联动数控机床的双光束激光焊接平台和基于视觉传感器的焊缝跟踪控制相结合的方法,进行了理论分析和实验研究.通过建立平台的运动学模型实现了焊缝的轨迹规划,设计了基于比例、积分、微分控制的位置环和高速焊接过程中的跟踪算法来提高控制系统的控制精度等,并且通过焊接试验,验证了所提出的算法.结果表明,该焊接跟踪控制系统能够快速、准确地对焊接过程中的偏差进行动态补偿,很好地完成了对T型接头的双光束焊接.     

SiCp/ZC71镁基复合材料激光焊工艺研究

采用Nd:YAG激光器,对SiCp/ZC71镁基复合材料焊接工艺进行了分析研究.对各种焊接参数的影响做了研究,获得较好的工艺参数范围.结果表明,激光焊接过程中,激光功率、焊接速度、脉冲频率等参数的变化,均能对焊缝性能产生显著影响.     

基于柔性机器人的光纤激光焊接白车身系统研究

简要介绍了机器人光纤激光焊接汽车白车身系统的组成及原理,通过对机器人的编程、激光焊接白车身的工艺因素等内容的研究,采用正交试验的方法进行了激光焊接白车身多层镀锌钢板的工艺实验.实验结果表明:光纤激光器配合高柔性机器人,可以实现白车身三维空间内的高质量焊接;为了便于锌蒸汽逸出,镀锌板之间应该预留合适的间隙量;采用合适的激光参数、保证焊接头与工件表面的垂直姿态以及焦点位置是影响焊接质量的关键因素.     

基于ARM的激光电源控制系统设计

利用STM32实现了激光电源的控制系统设计。针对激光焊接的实际应用，对激光电源的功能做了更好的扩展和完善，采用人机界面（HMI）显示来控制激光电源，可以对针对不同的焊接要求进行激光波形和参数的设定，能够满足多数实际运用的需求。系统控制界面稳定性高，易操作，控制能力强；气阀控制和光栅控制能更好的保护焊接操作者；温度控制能有效的保证激光电源系统稳定工作。     

激光自动焊接技术在二次电池制造中的应用

二次电池,尤其是无毒、无污染的绿色二次电池,在全球有很大的需求.在其制造过程中,为了保障生产速度、质量以及产品的一致性,必须配备自动化程度很高的流水作业生产线.其中电池的外壳密封、电池正极的焊接以及安全阀的制作等多道工序均需使用激光焊接技术,因而在二次电池制造过程中的各种激光自动焊接技术也应运而生.总结了目前国内外多种电池激光自动焊接技术的原理、研究进展、工艺方法以及关键部件的软硬件设计,并指出了一些目前存在待解决的问题,讨论了今后需要改进和发展的方向.     

不等厚度汽车薄板激光焊接技术的研究

对汽车用板激光焊接现状和国产St系列汽车薄板的激光焊接研究表明 ,激光焊接接头完全能够满足汽车覆盖件和底板等零件的塑性变形要求。激光焊接汽车薄板工艺是减少整车重量、制造成本和提高汽车设计灵活性的重要保障     

铝合金封装微波组件的激光焊接密封技术

介绍了激光焊接机理和特点,分析了铝合金的激光焊接工艺特性,设计了激光焊接密封接头结构.通过对铝合金封装壳体的激光焊接密封工艺试验和分析,研究了装配间隙、材料表面状态、焊接工艺参数和工装夹具等因素对焊接密封质量的影响,成功实现了良好焊缝质量的焊接,达到微波组件氦气泄漏率低于1×10-8 Pa·m3/s的密封要求.     

基于ARM7的防水卷材厚度测控系统

针对防水卷材生产过程中测量精度低、延时过长、干扰多等问题,提出了一种以激光传感器和CCD技术相结合、以ARM7为控制核心的防水卷材厚度测控系统的方法。实际测量现场中,CCD激光位移传感器的不同轴不同步、测量装置受到外部振动干扰以及因环境温度变化导致的工作台变形都是引起测量误差的重要因素,系统结合特殊的测量方法在线补偿测量误差和模糊PID控制步进电机,由此构建了一个防水卷材厚度测控系统。实际应用表明,该系统可以有效抑制外来多种干扰因素的影响,从而实现对防水卷材厚度高精度的非接触式动态测控。     

激光技术讲座：第六章 激光民用技术（续）

6 .3　激光加工　　激光加工是激光应用的重要领域 ,各种激光加工设备已商品化 ,激光加工业已经形成。激光加工大致可分为三个方面 :常规工业加工、微加工和快速成型加工。6 .3.1　激光常规工业加工常规工业加工主要是指激光对金属、塑料等各种材料的切割、焊接、打孔、打标、弯曲成形、表面处理等加工过程。使用的激光器包括 :CO2 激光器、YAG激光器、半导体激光器、光纤激光器等。激光材料加工的基本原理是 :用聚焦的激光束去蒸发、熔化待加工的材料 ,或者在化学上改变材料的性质等。激光加工工艺过程是复杂的 ,不同的加工任务 ,对激光…     

高功率光纤激光非熔透焊接5A06铝合金

为了解决高功率光纤激光非熔透焊接5A06铝合金过程中,焊接熔深的控制、合金元素的烧损、焊缝表面质量的改善等方面难以兼顾的问题,采用固定激光功率和正面焊接保护气的方法,通过改变单一焊接参量,研究了焊接速率、离焦量、搭接板间间隙的变化对焊缝表面质量的影响,并对焊缝内部镁元素的分布规律进行了理论分析和实验验证。结果表明,焊缝的硬度与镁元素的分布相一致;由于熔合线附近晶粒细化和母材镁元素扩散的共同作用,使熔合线附近的硬度高于其它部位;优化参量后的非熔透激光焊接头强度大于电弧铆焊接头,间隙为0.2mm的时候,激光焊接头强度最大,为母材抗拉强度的68.1%。这一结果对指导工业中的铝合金非熔透激光焊接是有帮助的。     

激光深熔焊接小孔效应的理论和试验研究

本文采用理论和试验相结合的方法系统研究了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔效应。首先采用高速摄影的方法清晰、完整地观测到了激光深熔焊接GG17玻璃时小孔的形状,并通过实验研究了聚焦光斑尺寸、离焦量、焊接速度等焊接工艺参数对小孔尺寸和形状的影响。然后,论文根据实验得到的小孔形状,通过曲线拟合的方法得到小孔前后沿孔壁的曲线方程,再按照几何光学原理,分析了激光在小孔孔壁上的多次反射吸收情况,并由此计算出了小孔孔壁通过多次反射吸收的激光功率密度分布情况。最后,建立了一个分层圆柱体面热源传热模型,在综合考虑热传导和熔池对流换热的基础上,计算了小孔周围的温度场和流场,求出了小孔孔壁上的热流密度分布,并与小孔孔壁吸收的激光功率密度进行了比较。     

激光焊接金刚石锯片的特征声信号反馈控制

激光焊接金刚石锯片过程中形成的光致等离子体伴随着具有明显特征的声响,这种特征声信号可看成是由频率为16kHz左右的等离子体声信号被一周期信号所调制,周期信号的频率约为300Hz。介绍了特征声信号的提取方法及其用于激光焊接金刚石锯片的反馈控制系统构成和基本原理。试验结果表明,采用特征声信号反馈控制的激光焊接金刚石锯片在焊接缺陷方面优于无反馈控制激光焊接方法。     

激光深熔焊接技术的研究与动向

随着激光器光束质量的改善和输出功率的提高,激光深熔焊接技术在激光加工和焊接领域的份额逐渐增加。对近期国内外激光深熔焊接领域的主要成果进行了概括和总结,讨论了激光深熔焊接的特点和局限性,同时也对激光深熔焊接技术在大功率激光器的开发、激光深熔焊接过程的稳定性、等离子体控制、外加辅助电磁场、激光电弧复合焊接技术等方面的主要研究特点进行了分析和讨论。结合科技发展趋势和激光焊接技术的特点,对激光深熔焊接技术的研究重点进行了讨论和展望。     

基于激光视觉传感器的机器人实时焊缝跟踪方法

为实现变姿态焊接过程的实时焊缝跟踪,提出基于机器人坐标系下绝对焊缝轨迹的实时跟踪算法。将线式激光传感器安装在机器人的法兰盘上,且位于焊枪运行的前方。焊接过程中,激光传感器连续采集焊缝位置信息,并结合手眼标定矩阵以及机器人实时姿态,将传感器采集的焊缝坐标转换到机器人基础坐标系下,从而形成空间绝对焊缝轨迹;再根据焊枪的当前位置与焊缝的空间绝对轨迹生成位置偏差。为了提高计算精度,提出采用三次非均匀有理B样条进行数据插值和检索;最后,将位置偏差变换到焊枪工具坐标系下进行实时修正。实验结果表明:该跟踪算法能够实现焊接机器人针对变姿态焊接过程的连续跟踪,跟踪过程平滑光顺,跟踪整体精度优于0.5 mm。基本满足焊缝实时跟踪应用的一般要求。     

工艺参量对NdFeB永磁体和SPCC钢激光点焊质量的影响

为了将激光点焊工艺应用于NdFeB永磁体与冷轧碳钢薄板的连接,试验研究了脉冲功率、脉冲宽度和离焦量对焊点形貌和接头强度的影响。激光点焊中存在热导焊和深熔焊两种焊接模式,改变峰值功率和离焦量都能使焊接模式发生转变,而改变脉宽时焊接模式不转变。点焊试样剪切试验中存在脱壳式、剪断式和压断式3种断裂模式,所对应的熔核尺寸和剪切载荷依次增加。结果表明,为获得较高的连接强度,宜使峰值功率与离焦量适当配合,实现深熔焊模式进行焊接,而脉冲宽度不宜太大。     

高效率3工位激光焊接系统的控制优化

为了提高高功率CO2激光加工系统的光束利用效率与加工过程的自动化程度,利用可编程逻辑控制器和运动控制器设计了一套3工位激光自动焊接控制系统。通过进行时序优化,可同时进行金刚石锯片的普齿、斜齿和金刚石钻头的焊接加工。每个工位可独立完成手动调试、手动/自动焊接,并可以按照激光焊接工艺要求,实时进行激光功率调节。结果表明,该系统可以焊接ø115mm～ø600mm的各种普齿、斜齿锯片,以及ø20mm～ø250mm的各种金刚石钻头;光束利用率达到95%以上,在同种规格产品加工过程中,生产效率提高了50%,同时,系统具有全面的故障诊断、报警等功能。     

铝合金连续-脉冲激光焊接工艺对比实验研究

为了研究5052铝合金激光焊接工艺,采用脉冲激光和连续激光分别对1.5mm厚的5052铝合金板进行了焊接,并对工艺参量进行了优化。通过对两种不同类型激光焊接试样的焊缝形貌的对比、微观组织的分析、抗拉强度和显微硬度测试,可知脉冲激光焊接对焊接接头气孔的控制更为理想,使得脉冲激光焊接所获得的焊接质量更加优异,与连续激光焊接相比,其接头的抗拉强度增加了10%。结果表明,脉冲激光焊接和连续激光焊接均可以使焊接试样得到较为理想的焊缝形貌和较高的抗拉强度。     

金属圆管管壁厚度对瑞利波影响的研究

为了探究管道中瑞利波信号的产生、传播规律,基于热弹激发机制,建立了激光线源在偏心圆管侧面激发超声波的有限元模型,研究了在不同激发源厚度下及不同曲率半径下铝质圆管中瑞利波的产生、传播规律。结果表明,均匀薄管中,管壁厚度在一定程度上决定了所产生的超声信号的成分,并且在一定范围内,超声信号也会随着管壁厚度的变化而变化;在非均匀管道中,激发源处的管壁厚度对超声信号的产生有很大影响,能在一定程度上决定超声信号的成分。这一结果对激光超声在管状材料的无损检测中的进一步应用是有帮助的。     

汽车板激光拼焊系统的研制

针对汽车板激光拼焊工艺特点,研制了激光自动焊接系统, 此系统由激光器、焊接机床和控制系统组成, 采用 IPG5000光纤激光器作为光源, 机械人上、下料, 切割原焊接组合技术, 柔性电磁铁定位、夹紧, 西门子 840D数控系统。解决了汽车板装夹、定位, 曲线、折线焊缝拼接、自动控制系统等关键技术。结果表明:此焊接系统光束质量好,性能稳定、可靠;可以焊接板厚0.5-3 mm, 长度小于 2 000 mm的直线、曲线、折线汽车板, 汽车拼焊板的焊接精度高, 焊缝质量好, 达到 ISO18001标准。