W200B激光焊接机使用说明书
2.2产品外观图及产品特点 2.2.1产品外观图
图2.1 W200B激光焊接机外观图
2.2.2产品特点
W200B激光焊接机为硬光路激光焊接机，适合于1mm以内薄板的缝焊。四维工作台与整机一体化设计，能焊接各种空间曲线和一些有高度变化的焊缝。应用于医疗、电子、电池、仪表等各个行业。
与其它焊接技术比较，激光焊接的主要优点是：激光焊接速度快、深度大、变形小。能在室温或特殊的条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。例如，将铜和钽两种性质截然不同的材料焊接在一起，合格率几乎达百分之百。也可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精密定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型元件的组焊中，例如，集成电路引线、钟表游丝、显像管电子枪组装等由于采用了激光焊，不仅生产效率大大提高，且热影响区小，焊点无污染，大大提高了焊接的质量。
激光焊接可以焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。在YAG激光技术中采用光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广与应用。
激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。
2.3产品主要用途及适用范围
W200B激光焊接机适用于水壶、真空杯、不锈钢碗、门把手、电器配件、滤清器、油嘴、不锈钢制品、高尔夫球头、锌合金工艺品等焊接。
W200B激光焊接机可焊接图形有：点、直线、圆、方形或由AUTOCAD软件绘制的任意图形，可焊接立体轨迹。
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2.4工作环境
a) 请在周围温度5℃~30℃、周围湿度环境在85%以下、无急剧温度变化的场所使用。另外请避免
在以下的场所使用：
? 垃圾、灰尘、油雾多的场所； ? 震动以及冲击多的场所； ? 能触及药品的场所； ? 高频干扰源附近的场所； ? 易结露的场所；
? 在CO2、 NOX、SOX等浓度高的环境中。
b) 在环境温度降为0℃以下时，设备内的水会结冰，设备可能会发生破损。使用时应确保设备内
部无结冰。
c) 在温度急剧变化的场合，YAG晶体端面以及光学镜头上会结露，出现污迹和雾斑，务必防止急
剧的环境温度变化，若难以避免，则请在确保无结露后使用该设备。
2.5整机结构与工作原理
W200B激光焊接机由激光电源、光学系统、PC数控系统、冷却系统、CCD监视系统、红光定位系统及吹气装置组成（如图2.2）。
扩束聚焦4-M6X30螺栓 带弹垫激光器监视器4-M3X8螺栓 带平垫工作台箱2-M5X15螺栓 带弹垫定位板主机柜内循环支脚 图2.2 W200B激光焊接机整机结构
W200B激光焊接机的工作是应用高能脉冲激光来实现的，激光电源首先把脉冲氙灯点着。激光电源对氙灯脉冲放电，形成一定频率，一定脉宽的光波，该光波经过聚光腔辐射到Nd3+：YAG激光晶体上，激发Nd3+:YAG激光晶体发光，再经过激光谐振腔谐振之后，发出波长为1064nm的脉冲激光，该脉冲激光经过扩束、反射、聚焦后打在所要焊接的物体上；在计算机系统控制下，移动数控工作台，从而完成焊接。焊接时所需要的脉冲激光的频率、脉宽、工作台速度、移动方向等通过计算机来控制。通过对激光电源的频率、脉宽的不同设定可调节控制脉冲激光的能量。
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2.6各主要部件结构及其工作原理 2.6.1激光电源
激光电源包括两个控制箱。W200B激光焊接机采用HWP10000 700A型电流放电波形可控的激光电源。该电源采用新型功率器件IGBT构成功率驱动单元。激光电源有一个高压引燃氙灯电路，在激光电源开始充电之前先将氙灯点亮，并维持较小的电流。当使电容放电时，氙灯发出强光照射YAG晶体使其受激发出激光；通过计算机程序可实现对放电频率、脉宽的控制，从而达到对输出激光的控制。（具体使用方法参见第9章） 2.6.2数控系统
W200B激光焊接机数控系统由PC控制系统、步进电机及其驱动器、滚珠丝杠等主要部件构成。 a) 步进电机及其驱动器
PC数控系统通过运动控制卡输出的脉冲信号，再由步进电机驱动器转换出电机所要求的有一定相序和时序的平滑稳定的电机驱动电流。步进电机通过电磁作用将每一列驱动信号转换成一定量的机械角位移即步距角，使转子能按照程序要求精确转动。 b) 滚珠丝杠
滚珠丝杠也称滚珠丝杠螺母副。是一种具有螺旋槽的丝杠与其螺母间装有滚珠作为中间元件的丝杠副。滚珠丝杠由步进电机的转子带动，将电机的旋转运动转换为螺母的直线运动。数控采用的滚珠丝杠副是一种精密而又省力的运动转换装置。 2.6.3光学系统
光学系统由Nd3+:YAG 激光器、扩束镜、反射镜、聚光镜构成。如图2.3
图2.3 W200B激光焊接机光学系统
2.6.3.1 Nd3+:YAG激光器
激光聚光腔、前、后腔膜片等共同组成了Nd3+:YAG 激光器。为提高各部件连接的稳定性，这些部件均固定在燕尾形精密导轨上。（如图2.4）
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图2.4 Nd:YAG 激光器
Nd3+:YAG激光器是固态晶体激光器，它采用Nd3+:YAG晶体作激光介质，Nd3+:YAG晶体是将激光介质钕（Nd）原子掺在晶体钇铝石榴石（YAG）中，钕的最佳原子百分比是1%。所以，Nd3+:YAG晶体的全称是掺钕钇铝石榴石晶体，Nd3+:YAG晶体一般被制作成棒状。
Nd3+:YAG激光器采用陶瓷聚光腔,腔内为双灯(氙弧光灯)单棒( YAG晶体)结构。腔体、激光晶体和氙灯均需水冷。在腔体底部有一个进水口和一个出水口，冷却水采用去离子水或蒸馏水。
激光器谐振腔膜片均由Φ20mm×3mm 的光学平面玻璃制成，两表面各镀高反射膜与高增透膜，分别安装在两个精密二维机械调节架上。 2.6.3.2扩束镜
扩束镜在激光焊接系统中的作用是对激光束进行扩束，以便减小射出激光束的发散度。（如图2.5）
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图
2.5 扩束镜系统
2.6.3.3反射镜
反射镜全反射镜、半反射镜以及45度反射镜。反射镜表面镀有高反射膜与高增透膜，用于将激光反射到工件上。（如图2.6）
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图2.6 全反射镜、半反射镜、45度反射镜
2.6.3.4光学聚集透镜
光学聚焦透镜表面镀高增透膜，用于将激光束聚焦于工件表面。 2.6.4冷却系统
冷却系统包括水箱，水泵和换热器。换热器有外部水源接口（在机柜背面），可外接工业冷却水源。激光器产生的热量通过换热器被排放到外部水源中。（如图2.7）
图2.7 冷却水内循环示意图
2.6.5观察装置
激光焊接是一种精密焊接，定位精度要求很高。本机配CCD观察装置，能将焊接对象局部放大，以利于精确定位，还可用于简单的焊接质检观察。 2.6.6吹气装置
吹气装置由喷射头、电磁阀、导气管和压缩气瓶构成。
激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较表面氧化时则也可不考虑保护，但对大多数应用场合则常采用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。
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