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2023-07-02
1.2.1激光焊焊接设备的组成
【摘要】：激光器是激光焊焊接设备中的重要组成部分，提供焊接加工所需的激光热源。图4-1-1 激光焊焊接设备的组成光路系统实现对激光束的传输和聚焦，有些场合还需对激光束进行分光。其运动精度在很大程度上影响了激光焊接的精度，需采用精密机械和CNC数控。安装He-Ne激光器时，使红色的He-Ne激光与焊接用激光同轴，依此可进行光路调整和与工件对中。以下将进一步介绍激光焊接设备中的激光器、光路系统和工艺介质输送系统。
激光焊焊接工艺的实现依靠激光焊接设备。激光焊焊接设备的组成可以基本划分为激光器、光路系统、电器控制系统、加工机和辅助系统五个部分，如图4-1-1所示。
激光器是激光焊焊接设备中的重要组成部分，提供焊接加工所需的激光热源。焊接用激光器输出的光束模式为基模或低阶模，激光器具有一定的输出功率或输出能量且精确可调，其输出应能保持长时间的稳定和可靠。
图4-1-1 激光焊焊接设备的组成
光路系统实现对激光束的传输和聚焦，有些场合还需对激光束进行分光。焊接用激光的功率都为大功率或高功率范畴。它的传输必须在可靠、封闭的环境中进行，以免对人员造成伤害。
电器控制系统的内容包括激光器电源和设备整体的电器控制。激光器电源向激光振荡器提供激励能，控制激光产生与输出，并接受设备整体控制系统的控制。设备整体控制系统可以是计算机数字控制（computer numerical control，CNC）系统或机器人控制系统，实现对焊接运动和激光输出的控制，焊接参数的设置、焊接过程的程序控制、安全环节的监控，以及如焊缝跟踪的工艺过程实时控制。
加工机用于实现焊接时激光束与焊接工件的相对移动。其运动精度在很大程度上影响了激光焊接的精度，需采用精密机械和CNC数控。
辅助系统是激光焊接加工时还需要的其他辅助性装置，这里主要是指工艺介质输送系统，如送气系统、焊接材料（丝状或粉状）的输送系统。
实际上激光焊焊接设备一般还包括内外光路的冷却系统。因为焊接用激光器的电光转换效率低的只有2%、高的也不超过40%，所以一般必须配有冷却系统，以便及时带走电光转换过程中产生的大量热量，保持激光器的稳定工作。在光束反射传输系统中的铜反射镜将吸收1%左右的激光功率，为避免铜镜受热引起镜面变形，也需冷却水及时将铜镜中的热量带走。
此外，为进行激光束的定位和准直，还需要小功率的He-Ne激光器。安装He-Ne激光器时，使红色的He-Ne激光与焊接用激光同轴，依此可进行光路调整和与工件对中。
以下将进一步介绍激光焊接设备中的激光器、光路系统和工艺介质输送系统。
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