利用這一規(guī)律進行閉環(huán)控制可以保證噴嘴-工件間隔不變,激光焊接機 實現(xiàn)高度方向的自動跟蹤。
噴嘴高度自動跟蹤。
等離子體電荷傳感器(PCS):利用噴嘴做探針檢測因為等離子體帶電粒子(正離子、電子)的不平均擴散而在噴嘴和工件之間形成的電位差。光束中央與焊縫中央的對準答應(yīng)誤差從0.25mm增加至0.5mm。不亂深熔焊過程,有等離子體,PS、PCS信號均很強;
不亂熱導(dǎo)焊過程,不產(chǎn)生等離子體,PS、PCS信號幾乎即是零;
模式不不亂焊過程,等離子體中斷性地產(chǎn)生和消失,相應(yīng)地PS、PCS信號中斷性地上升和下降。例如在2mm厚高強合金鋼板對接時,容許對縫裝配間隙從0.14mm增大到0.25mm;而對4mm厚的板,則從0.23mm增大到0.30mm。因此,監(jiān)督PS和PCS信號就可以知道導(dǎo)光系統(tǒng)是否正常,焊接區(qū)的功率是否發(fā)生了波動。采用填絲激光焊,可大大降低對裝配間隙的要求。 PCS信號隨噴嘴-工件間隔的增加而減小。此外,填充焊絲還可以調(diào)整化學(xué)成分或進行厚板多層焊。
光束旋轉(zhuǎn)激光焊
使激光束旋轉(zhuǎn)進行焊接的方法,激光焊接機 也可大大降低焊件裝配以及光束對中的要求。
系統(tǒng)功能
識別激光焊接過程屬于何種方式。激光焊接技術(shù)發(fā)展方向主要有以下幾方面:
填充焊絲激光焊
全自動激光焊接機激光焊接一般不填充焊絲,但對焊件裝配間隙要求很高,實際出產(chǎn)中有時很難保證,限制了其應(yīng)用范圍。作為提高前輩制造技術(shù)的重要組成部門,激光焊接技術(shù)在未來航空制造業(yè)有著廣闊的應(yīng)用遠景。
焦點位置自動尋優(yōu)和閉環(huán)控制。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樸先容如下:
等離子體監(jiān)測傳感器
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。
激光焊接質(zhì)量在線檢測與控制
利用等離子體的光、聲、電荷信號對激光焊接過程進行檢測,近年來已成為海內(nèi)外研究的熱門,少數(shù)研究成果已達到了閉環(huán)控制的程度。依據(jù)所發(fā)現(xiàn)的這個規(guī)律,可以實現(xiàn)焦點位置自動尋優(yōu)與閉環(huán)控制,使焦點位置波動小于0.2mm,熔深波動小于0.05mm。例如板厚2mm的鋁合金板,如不采用填充焊絲,板材間隙必需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。全自動激光焊接機焊接技術(shù)是集激光技術(shù)、焊接技術(shù)、自動化技術(shù)、材料技術(shù)、機械制造技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)計為一體的綜合技術(shù),終極既體現(xiàn)為成套專用設(shè)備,又體現(xiàn)為與之配套的工藝。
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,PS和PCS信號的強弱與入射到焊接區(qū)的功率大小有對應(yīng)關(guān)系。在深熔焊范圍內(nèi),光束焦點位置發(fā)生波動時,PS接收到的等離子體光信號亦隨之變化,以最佳焦點位置處(此時小孔最深)PS信號最小。