三光纖激光焊接機(jī)技術(shù)方案

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1、LWY50C3 技 術(shù) 方 客戶 激光工程有限責(zé)任公司 2011年8月 、八 前 第一部分技術(shù)方案 4 一、 概述 4. 二、 多光束激光焊接機(jī)原理示意 4 三、 設(shè)備系統(tǒng)組成 5. 1. 激光器系統(tǒng) 5 2. 激光電源系統(tǒng) 6 3. 操作臺(tái)（選配） 6 4. 分光及光纖傳輸系統(tǒng) 6 5. 旁軸黑白CCD觀察系統(tǒng) 7 6. 激光專用冷卻系統(tǒng) 7 四、 技術(shù)參數(shù) 7. 五、 工作臺(tái)部分示意圖及說(shuō)明 9 1. 工作臺(tái)部分示意圖 9 2. 工作臺(tái)部分說(shuō)明 10 六、 設(shè)備供貨范圍 10 七、 隨機(jī)提供的技術(shù)文件 11 第二部分貨物的質(zhì)量保證

2、、交貨與服務(wù) 12 一、 質(zhì)量和檢查驗(yàn)收 12 二、 服務(wù) 12 1. 培訓(xùn)及安裝 12 2. 設(shè)備驗(yàn)收 12 3. 售后服務(wù) 13 4. 貨物制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 13 5. 質(zhì)量保證措施 13 6. 保證交貨期的措施 13 包裝、運(yùn)輸和交貨期 14 第3頁(yè)共14頁(yè) 根據(jù)貴公司（以下簡(jiǎn)稱甲方）產(chǎn)品特性，結(jié)合工激光工程有限責(zé)任公司（以 下簡(jiǎn)稱乙方）產(chǎn)品的特點(diǎn)，對(duì)甲方“激光焊接機(jī)”項(xiàng)目擬定如下方案（以下簡(jiǎn)稱 本方案）。 圖片僅供參考 第一部分技術(shù)方案 一、 概述 隨著光通訊時(shí)代的到來(lái)，光通信元件也從實(shí)驗(yàn)室或者作坊式的小規(guī)模生產(chǎn)走 向大

3、規(guī)模批量生產(chǎn)，成本也在不斷下降，激光精密加工技術(shù)的出現(xiàn)，在這個(gè)規(guī)模 化，低成本化的過(guò)程中就發(fā)揮了難以替代的重要作用。 目前已經(jīng)成熟的主要技術(shù) 包括激光焊接，激光劃片，激光打孔以及激光微調(diào)等，其中走在最前面的就是激 光焊接技術(shù)。 激光焊接的原理是利用聚焦在零件表面上的高能量光束將材料本身局部加 熱熔化形成焊接。該工藝的主要特點(diǎn)是非接觸焊接，沒(méi)有外力作用引起的應(yīng)力與 形變；由于加熱時(shí)間僅數(shù)毫秒，對(duì)材料的熱作用僅僅局限在激光聚焦光斑范圍內(nèi)， 焊接熱影響區(qū)非常小。同軸器件的焊接通常采用多點(diǎn)同時(shí)出光的焊接技術(shù)， 盡可 能地降低了焊接變形對(duì)同軸器件性能的影響， 同時(shí)焊接過(guò)程時(shí)間短，有非常高的 生產(chǎn)效

4、率，使大批量規(guī)模生產(chǎn)成為可能。 二、 多光束激光焊接機(jī)原理示意 1 1 [ a豊 1 R= ：ioo% d 1 2 /R=50% T=50% 1 I R=100% R=50% R=50% T=50% T=50% 石英光纖 紅由半導(dǎo)體激光器 激光光束被一分為二后，由光纖傳輸?shù)骄劢圭R上加以聚焦， 將聚焦鏡對(duì)稱放 置在被焊工件的四周即可實(shí)現(xiàn)同步對(duì)稱的多點(diǎn)一次性焊接， 通過(guò)不同的分光元件 配置，可以得到2~4束激光光束。該技術(shù)在光電同軸器件的生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng) 用，除此之外，單一光束激光焊接機(jī)在臥式的雙列直插器件，無(wú)源器件等多種其 它光電器件的生產(chǎn)中

5、也有著不同的應(yīng)用， 如光纖的耦合定位點(diǎn)焊，管殼蓋密封焊 接，光纖隔離器的精密耦合點(diǎn)焊等。 總之，隨著工藝要求的提高，有越來(lái)越多的生產(chǎn)過(guò)程將采用激光加工作為先 進(jìn)的生產(chǎn)手段。 三、設(shè)備系統(tǒng)組成 LWY50C3型三光束激光焊接機(jī)由激光器系統(tǒng)、激光電源系統(tǒng)、操作臺(tái)、分 光及光纖傳輸系統(tǒng)、工業(yè)電視觀察系統(tǒng)（選配）、專用冷卻系統(tǒng)等幾部分組成。 1. 激光器系統(tǒng) 焊接機(jī)采用的是以固體材料為工作物質(zhì)的固體激光器， 以脈沖氙燈為光泵浦 源。固體激光發(fā)生器由工作物質(zhì)、泵浦源、聚光腔、光學(xué)諧振腔、冷卻濾光部件 及激光電源等幾部分組成。 ■-工作物質(zhì)是激光器的核心。LWY50C3型三光束激光焊接機(jī)采用

6、的工作物質(zhì) 是Nd3+:YAG ,簡(jiǎn)稱YAG ,中文名稱是“摻雜Nd3+離子的釔鋁石榴石晶體”。YAG 晶體外形為圓柱形結(jié)構(gòu)，棒的兩個(gè)端面嚴(yán)格平行，與棒軸垂直， 并且經(jīng)過(guò)拋光鍍 膜，因?yàn)檫@種人造晶體的制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，價(jià)格十分昂貴，所以在使 用過(guò)程中要特別注意保持端面光潔。 -泵浦源為工作物質(zhì)產(chǎn)生激光提供光能。LWY50C3型三光束激光焊接機(jī)采用 的泵浦源是脈沖氙燈，在激光電源的激勵(lì)下發(fā)出強(qiáng)烈的弧光，泵浦激光工作物質(zhì)。 -聚光腔的作用是將泵浦源輻射的光能有效均勻地匯聚到工作物質(zhì)上，以獲得 更高的泵浦效率。LWY50C3型三光束激光焊接機(jī)的 聚光腔采用進(jìn)口的陶瓷反射 體，具有漫反射

7、緊耦合結(jié)構(gòu)。光腔內(nèi)表面涂了釉層，因此耐腐蝕、抗衰老能力極 強(qiáng)，沒(méi)有使用壽命限制（金屬聚光腔使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)鍍金反射面脫落等問(wèn)題需 要經(jīng)常返修）。 -諧振腔是激光器的重要部分，由針對(duì)1.064m單一波長(zhǎng)的全反鏡和部分反射 鏡組成，工作物質(zhì)在光泵浦下產(chǎn)生的受激輻射光， 通過(guò)反饋在兩個(gè)鏡片間形成放 大與振蕩，并由部分反射鏡輸出。 -冷卻與濾光系統(tǒng)是固體激光器中必不可少的輔助裝置，在固體激光器中，輸 入脈沖燈中的能量只有很小一部分轉(zhuǎn)化為激光能量， 其余均轉(zhuǎn)化為熱量的形式損 耗掉了，冷卻與濾光系統(tǒng)的作用就是帶走激光器中的多余熱量， 防止內(nèi)部元件溫 升過(guò)高，同時(shí)還可以減小泵浦燈中強(qiáng)烈的紫外輻射對(duì)

8、工作物質(zhì)的有害影響。 2. 激光電源系統(tǒng) 脈沖激光電源是專用于向脈沖氙燈供電的特殊電源系統(tǒng)。一般由充電電路、 儲(chǔ)能單元、放電電路、觸發(fā)/預(yù)燃電路、邏輯控制電路和電氣操作電路組成。 -充電電路一一作用是為儲(chǔ)能單元中的大容量電容提供充電電源。根據(jù)儲(chǔ)能電 容的特點(diǎn)，恒流充電是最佳的充電方式，本電源采用的是一種叫做L-C恒流源的 恒流充電電路，這種電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 控制方便，可靠性高以及恒流特性好等 優(yōu)點(diǎn)。 -儲(chǔ)能單元——儲(chǔ)能單元由若干電解電容通過(guò)串、并聯(lián)組成，在 20ms脈寬情 況下，單脈沖電輸出能量超過(guò) 35焦耳。 -放電電路——放電電路是將儲(chǔ)能單元中的電能可控地施放到脈沖氙燈上。本

9、 機(jī)采用的是先進(jìn)的大功率IGBT放電電路。 -觸發(fā)/預(yù)燃電路一一觸發(fā)電路的作用是使脈沖氙燈中的惰性氣體在 1.6~2萬(wàn)伏 的高電壓下產(chǎn)生電離，兩電極間建立起放電通道；預(yù)燃電路則是在導(dǎo)通后的兩電 極間保持150~250mA輝光放電電流，使觸發(fā)后的放電通道能夠穩(wěn)定地維持下去， 從而使儲(chǔ)能電容中的電能能夠有很好重復(fù)性地通過(guò)燈管放電， 并且可以大大延長(zhǎng) 脈沖氙燈的壽命。本機(jī)采用的是零電壓混合諧振開(kāi)關(guān)預(yù)燃電源。 ◎ 邏輯控制電路 本機(jī)的全部電子邏輯控制電路由一塊 89C52單片機(jī)完成。 將所有的控制功能都集中到一個(gè)芯片上，不僅使電路得以大大簡(jiǎn)化，也使電路的 可靠性得到很大的提高，并且通過(guò)這種控

10、制電路，使整機(jī)的工作參數(shù)可以按照用 戶的要求很方便地進(jìn)行調(diào)整。 3. 操作臺(tái)（選配） 4.分光及光纖傳輸系統(tǒng) 分光方式： 光束數(shù)量： 工作臺(tái)面為不銹鋼臺(tái)板，臺(tái)面空間可包括放置顯示器及測(cè)量?jī)x器的支架；體 積小巧，臺(tái)面布置可根據(jù)用戶要求確定，如安裝手動(dòng)升降機(jī)構(gòu)等。 能量分光和按時(shí)序分光，誤差度w 1% 三光束光纖傳輸 傳輸光纖： 根據(jù)焊斑要求選配 最小聚焦光斑直徑： 0.3mm （根據(jù)焊斑要求選配） 物鏡工作距離： 70mm （根據(jù)實(shí)際焊斑要求和產(chǎn)品情況選配） 聚焦調(diào)節(jié)范圍： 20mm （根據(jù)實(shí)際焊斑要求和產(chǎn)品情況選配） 5.旁軸黑白CCD觀察系統(tǒng) 三路黑白C

11、CD攝像頭，旁軸安置，14”高分辨率黑白監(jiān)視器 6.激光專用冷卻系統(tǒng) 專利設(shè)計(jì)，雙循環(huán)冷卻、精確控溫系統(tǒng)。采用全鈦合金材料的盤管結(jié)構(gòu)，蒸 發(fā)器、水箱、泵體等均使用高強(qiáng)度的非金屬材料或者不銹鋼，以確保水質(zhì)，進(jìn)口 低噪射流自吸式離心泵使純凈水內(nèi)循環(huán)冷卻激光器。 制冷壓縮機(jī)對(duì)循環(huán)水進(jìn)行二 次循環(huán)冷卻 四、技術(shù)參數(shù) 1、激光器-脈沖固體激光器： 激光工作物質(zhì)： 3+ Nd3 :YAG 激光波長(zhǎng)： 1.064Am 激光最大脈沖能量： 50J （激光分光頭輸出處） 分光激光輸出能量： 3~5J （激光分光頭輸出處） 最大激光峰值功率： 5KW 激光脈沖寬度： 5~15ms

12、連續(xù)可調(diào) 脈沖重復(fù)頻率： 1~100Hz連續(xù)可調(diào) 波形數(shù)量： 可自由設(shè)置波形，儲(chǔ)存數(shù)量不少于 50組 控制系統(tǒng)： 激光功率實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋 2、光學(xué)系統(tǒng)性能參數(shù) 分光均勻性： <1% 傳輸光纖芯徑： 0.2~0.4mm （根據(jù)焊斑要求選配） 光纖長(zhǎng)度： 3~5m 輸出聚焦鏡焦距： f =80mm （根據(jù)實(shí)際焊斑要求和產(chǎn)品情況選配） -聚焦鏡工作距離： 70mm （根據(jù)實(shí)際焊斑要求和產(chǎn)品情況選配） 水最小光斑直徑： 0.2mm （根據(jù)焊斑要求選配） 3、激光專用冷卻系統(tǒng) 本冷卻系統(tǒng)采用空氣-循環(huán)水冷卻方式，內(nèi)循環(huán)采用純凈水冷卻激光器，系統(tǒng) 中包括流量保護(hù)

13、，溫度控制及超溫報(bào)警等一系列裝置，確保激光器的穩(wěn)定工作。 外循環(huán)采用壓縮機(jī)制冷，既可以確保溫度的穩(wěn)定性，又可以節(jié)約大量的自來(lái)水資 源。 冷卻水流量： > 25升/分鐘 -工作溫度： 22~25C （隨環(huán)境溫度設(shè)定，在水管不出現(xiàn)“結(jié) 露”的情況下，水溫盡可能取下限） -溫度穩(wěn)定度： C -循環(huán)水連續(xù)使用時(shí)間： >3個(gè)月 -最大制冷功率： 3匹 4、設(shè)備工作條件： -環(huán)境條件： 工作溫度：10~35C 相對(duì)濕度：<70% - 供電電源： 三相五線380V AC 5%，50Hz, 3KVA -設(shè)備安裝處應(yīng)具備接地電阻<4」的接地點(diǎn)，以確保設(shè)備使用者的安全。 -

14、加工場(chǎng)所應(yīng)具備吸煙抽風(fēng)管道設(shè)備，用來(lái)排除焊接加工過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵和廢氣。 第10頁(yè)共14頁(yè) 五、工作臺(tái)部分示意圖及說(shuō)明 1.工作臺(tái)部分示意圖 CCD 調(diào)整架保護(hù)氣 麴擷ill卿 托迦 取下罩板 第12頁(yè)共14頁(yè) 2. 工作臺(tái)部分說(shuō)明 1) 三個(gè)“光纖聚焦鏡”安裝在三個(gè)“聚焦鏡調(diào)整架”上；“光纖聚焦鏡”可在X、 丫、Z三個(gè)方向上作手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)

15、節(jié)量為 13毫米；并可在垂直方向上作0-90 度的自由旋轉(zhuǎn)，且可在任意角度上定位。 2) 三個(gè)“旁軸CCD”安裝在三個(gè)“ CCD調(diào)整架”上；“旁軸CCD”可在Z軸 方向上調(diào)整，并可在水平方向和垂直方向上作 180度旋轉(zhuǎn)。 3) “保護(hù)氣入口”用于接入保護(hù)氣；“抽氣口”用于抽取焊接時(shí)所產(chǎn)生的煙霧。 4) “托盤”裝于“托盤支座”上，并可在“托盤支座”上作 180度的旋轉(zhuǎn)，同 時(shí)可在任意角度上定位，所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可通過(guò)刻度尺讀取；“托盤”是通過(guò)球 軸承安裝于“托盤支座”上，所以，有較高的精度。 5) “定位銷”是用于安放所要焊接的工件，可根據(jù)工件的形狀制作。 6) “機(jī)罩”可將焊接區(qū)域整

16、體罩住，對(duì)操作者形成保護(hù)作用。 7) “升降機(jī)構(gòu)”可通過(guò)“升降手輪”來(lái)實(shí)現(xiàn)“托盤”的升降，升降行程大于200 毫米。 8) “工作臺(tái)”可通過(guò)“腳墊”來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可保證整機(jī)的水平安放。 六、設(shè)備供貨范圍 序號(hào) 名稱 數(shù)量  1 激光焊接機(jī)主機(jī) 一套 2 YAG激光器 一.臺(tái) 3 激光專用冷卻系統(tǒng) 一套 4 分光及光纖傳輸系統(tǒng) 一套 5 能量反饋電源系統(tǒng) 一套 七、隨機(jī)提供的技術(shù)文件 序號(hào) 技術(shù)文件 單位 數(shù)量 1 操作使用說(shuō)明書 本 1 2 產(chǎn)品合格證 套 1 第15頁(yè)共14頁(yè) 第二部分貨物的質(zhì)量保證、交貨與

17、服務(wù) 一、 質(zhì)量和檢查驗(yàn)收 嚴(yán)格按照國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)和武漢華工激光工程有限責(zé)任公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn) 收。武漢華工激光工程有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有關(guān)生產(chǎn)過(guò)程中的工作環(huán)境與工 作條件、基本技術(shù)要求、冷卻要求、激光幅射安全、電氣安全、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn) 驗(yàn)收及包裝運(yùn)輸?shù)榷贾贫嗽敿?xì)的標(biāo)準(zhǔn)。 武漢華工激光工程有限責(zé)任公司已通過(guò) IS09001國(guó)際質(zhì)量管理體系認(rèn)證， 形成了中小功率激光加工設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及服務(wù)等質(zhì)量保證體系。 二、 服務(wù) 1. 培訓(xùn)及安裝 培訓(xùn)：設(shè)備在乙方預(yù)驗(yàn)收完畢后，在乙方所在地，乙方對(duì)甲方技術(shù)操作、維 修人員2-3名進(jìn)行免費(fèi)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括： 激光安全防護(hù)常識(shí) 激光器的基本

18、原理及激光焊接機(jī)的構(gòu)造 專用激光焊接的操作技能 設(shè)備操作及注意事項(xiàng) 設(shè)備日常維護(hù)，激光器調(diào)整及備件更換操作技能 培訓(xùn)時(shí)間為3天左右。 安裝調(diào)試：設(shè)備運(yùn)到甲方后，在甲方的協(xié)助下乙方負(fù)責(zé)在甲方現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào) 試并交付使用，自帶必要的專用工具及調(diào)試用具，并再次培訓(xùn)需方的操作、 維修 人員。 2. 設(shè)備驗(yàn)收 合同簽訂后乙方嚴(yán)格按合同技術(shù)指標(biāo)條款設(shè)計(jì)和制造設(shè)備， 設(shè)備生產(chǎn)、制造 完畢，甲方在乙方所在地按各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收， 設(shè)備在甲方安裝調(diào) 試完畢，雙方按預(yù)驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備可行性、穩(wěn)定性、可靠性進(jìn)行最終驗(yàn)收。 3. 售后服務(wù) 華工激光對(duì)甲方公司所購(gòu)產(chǎn)品一年保修， 終身維修。保修

19、期內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)故障 及機(jī)件損壞（人為因素及不可抗力因素除外），乙方負(fù)責(zé)無(wú)償免費(fèi)修復(fù)，所需換 件由乙方無(wú)償提供（易耗件除外）。保修期后，維修時(shí)只按實(shí)際維修成本收工本 費(fèi)。 華工激光對(duì)所有用戶每年進(jìn)行數(shù)次回訪， 并隨時(shí)提供技術(shù)支持服務(wù)，乙方負(fù) 責(zé)長(zhǎng)期向甲方提供相關(guān)的備品備件。 售后服務(wù)響應(yīng)時(shí)間：8小時(shí)，接到用戶報(bào)修電話，售后工程師 24小時(shí)內(nèi)有 明確答復(fù)或到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)。 4. 貨物制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行的標(biāo)準(zhǔn) 本公司制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)收產(chǎn)品執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有: GB10320 激光設(shè)備和設(shè)施的電氣安全 GB7247 激光產(chǎn)品的輻射安全、設(shè)備分類、要求和用戶指南 GB

20、2421 電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程 GB/TB360 激光功率能量測(cè)試測(cè)試儀器規(guī)范 GB/T13740 激光輻射發(fā)散角測(cè)試方法 GB/T13741 激光輻射光束直徑測(cè)試方法 GB/T15490 固體激光器總規(guī)范 GB/T13862-92 激光輻射功率測(cè)試方法 GB2828-2829-87 逐批周期檢查計(jì)數(shù)抽樣程序及抽樣表 5.質(zhì)量保證措施 本公司嚴(yán)格按照國(guó)際通行的IS09001質(zhì)量體系進(jìn)行管理，為切實(shí)保證產(chǎn)品質(zhì) 量，防止不合格品流入下一道工序，從最初的原材料入庫(kù)到出廠要以過(guò)進(jìn)貨檢驗(yàn)、 過(guò)程檢驗(yàn)、最終檢驗(yàn)，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施有效控制，達(dá)到有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的 目的

21、，確保所有出廠產(chǎn)品都是合格品 6.保證交貨期的措施 華工激光已通過(guò)IS09001質(zhì)量體系認(rèn)證，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)嚴(yán)格按照IS09001質(zhì)量 體系運(yùn)行，從簽訂合同到交付顧客使用的全過(guò)程都是嚴(yán)格受控的， 所有合同均要 經(jīng)過(guò)評(píng)審，因此，該體系能保證供應(yīng)方如期、保質(zhì)、保量地交付產(chǎn)品。 7.包裝、運(yùn)輸和交貨期 包裝和運(yùn)輸：乙方在包裝上符合國(guó)內(nèi)鐵路或公路的運(yùn)輸包裝標(biāo)準(zhǔn)。 以堅(jiān)固的 木箱包裝，適用長(zhǎng)途汽車運(yùn)輸或火車運(yùn)輸、防潮、防銹、防震、防粗暴裝卸，適 合于整體吊裝。設(shè)備的各部分按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包裝，每個(gè)包裝箱中有詳細(xì)的包裝清單。 非常感謝您對(duì)“華工激光”的關(guān)注與支持！ 我們將秉承“代表國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力”的企業(yè)目標(biāo)， 為您提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，一如既往為您做好各項(xiàng)服務(wù)工作。 希望“華工激光”的產(chǎn)品為您創(chuàng)造出更大的價(jià)值！ 武漢華工激光工程有限責(zé)任公司 TEL : 18696551156 網(wǎng)址： E-MAIL :liy@ 第18頁(yè)共14頁(yè)