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1、W200B激光焊接机使用说明书A（正文）使用说明书所包含的内容均受到版权法的保护，未经深圳市大族激光科技股份有限公司的批准,任何组织和个人不得以任何手段和形式对其进行复制、存于数据库或检索系统。HANS LASER是深圳市大族激光科技股份有限公司的注册商标并对其享有独占使用、许可使用、转让、续展等各项法定权利，未经深圳市大族激光科技股份有限公司允许，任何组织或个人不得在商品上使用相同或类似的商标o在所规定的支持保修范围内，深圳市大族激光科技股份有限公司履行承诺的保修服务，超出所在规定的保修范围的，恕不承担保修服务。对于在使用本产品过程中可能造成的损失，深圳市大族激光科技股份有限公司不承担相关责
2、任。如发生任何争议，应按中华人民共和国的相关法律解决。深圳市大族激光科技股份有限公司随时可能因为软件或硬件升级对使用说明书的内容进行更新,所有这些更新都将纳入使用说明书新的版本中，恕不另行通知。声明2目录41序言81.1 欢迎81.2 公司简介82产品概述102.2产品外观图及产品特点2.2产品外观2.2.2产品特点2.4工作环境2.5整机结构与工作原理2.6各主要部件结构及其工作原理2.6.1激光电源2.6.2数控系统2.6.3光学系统2.6.3.1Nd3，:YAG激光器2.632扩束镜10111111121314151515161618263.3反射，境182.6.3.4光学聚集透镜191
3、序言1.1欢迎谢谢您购买深圳市大族激光科技股份有限公司W200B激光焊接机。如果您是第一次使用该产品，请在安装使用前务必仔细阅读此使用说明书,请仔细阅读本说明书中标有“危险”、“警告”、“注意”的内容，以确保您和周围人员的安全以及正确使用设备。【危险】指若不遵循正确的操作，将可能立即导致严重的人身伤害甚至危及生命。【警告】指若不遵循正确的操作，将可能导致严重的人身伤害甚至危及生命。【注意】指若不遵循正确的操作，将可能导致人身伤害或对设备造成损害。1.2公司简介大族激光是亚洲最大、世界知名的激光加工设备生产厂商,家科技成果推广示范基地重点推广示范企业，国家规划布局内重点软件企业，广东省装备制造业
4、重点企业，广东省名牌产品企业，主要科研项目被认定为国家级火炬计划项目o产品大族激光为国内外客户提供一整套激光加工解决方案及相关配套设施，主要产品包括：激光打标机系列、激光焊接机系列、激光切割机系列、绿激光演示系列、PCB激光钻孔机系列、CTP激光制版机系列、直线电机系列等多个系列二百余种工业激光设备及其配套产品。广泛应用于电子电路、集成电路、仪器仪表、印制电路、计算机制造、手机通讯、汽车配件、精密器械、建筑建材、服装服饰、城市灯光、金银首饰、工艺礼品、印刷制版等行业。质量大族激光依据IS09001质量控制体系，对已定型产品在其来料、加工过程、整机、出货各个环节严格把关，确保出货产品的性能和质量
5、。服务大族激光专门成立了营销管理中心，在全国设立八家分公司、一百多家办事处，同时在海外设立十多个分支机构,常驻技术服务人员，为客户提供全面的售前、售中、售后支持和服务。有大族激光产品的地方，就有大族公司的优质服务!2产品概述2.1综述激光焊接是一种新型的焊接方式，也是激光材料加工技术应用的重要方面之一，激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等,深宽比高,焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快,简单
6、处理,焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域，获得了以小孔效应为理论基础的深熔接，在机械、汽车、钢铁等工业部门的应用日益广泛。2.2 产品外观图及产品特点2.2.1 产品外观图图2.1W200B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
7、、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10：1o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，将铜和铝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、锐表游丝、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
8、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、方形或由AUTOCAD软件绘制的任意图形，可焊接立体轨迹。2.4 工作环境a）请在周围温度530,周围湿度环境在85%以下、无急
9、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）。龙笈+
10、田卜干图2.2W200B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氤灯点着。激光电源对氤灯脉冲放电，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。2.6 各主要部件结构及其工作原理2
11、.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HWP10000700A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氤灯电路，在激光电源开始充电之前先将敷灯点亮，并维持较小的电流。当使电容放电时，激灯发出强光照射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
12、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O2.6.3 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2.3W200B激光焊接机光学系统2.6.3.1Nd3+:YAG激光器激光聚光腔、前、后腔膜片等共同组成了Nd3+:YAG
13、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）聚光腔做灯ND3+:YAG晶体图2.4Nd3+: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晶体是将激光介质铉(Nd)原子掺在晶体铝铝石榴石(YAG)中，铉的最佳原子百分比是1%。所以，Nd3+:YAG晶体的全称是掺轨铝铝石榴石晶体，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(氤弧光灯)单棒(YAG晶体)结构。腔体、激光晶体和氤灯均需水冷。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镭水。激光器
14、谐振腔膜片均由20mmX3mm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。2.632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）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）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氮、氨、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。只要侧吹的保护气体可驱使金属蒸汽从光束聚焦区强制移开
