光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī) 光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)（見圖1）是廣州瑞通千里激光設(shè)備有限公司（以下簡稱“瑞通激光”）引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，并在關(guān)鍵部件上采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口部件生產(chǎn)而成的，具有重復(fù)精度高、定位精度高、焊接速度快和焊接范圍大等優(yōu)點(diǎn)。 光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)與傳統(tǒng)激光焊接機(jī)相比具有高可靠性、易維護(hù)和操作簡便的獨(dú)特優(yōu)勢，可用于電池、電子、通訊和五金等行業(yè)大批量生產(chǎn)企業(yè)的離線/在線焊接。該機(jī)型是瑞通激光技術(shù)非常成熟的產(chǎn)品，在市場上得到了大量客戶的青睞。 圖1 光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)1.激光焊接機(jī)系統(tǒng)組成 光纖傳導(dǎo)式激光焊接主要由5部分組成：激光器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、光纖傳導(dǎo)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)。 （1）激光器系統(tǒng)（見圖2） 圖2 激光焊接機(jī)系統(tǒng)組成激光器系統(tǒng)主要由激光工作物質(zhì)、泵浦氙燈、聚光腔和諧振腔組成。振鏡式激光焊接機(jī)激光工作物質(zhì)為YAG棒。 激光工作物質(zhì)：Nd : YAG晶體（進(jìn)口配件）； 激光波長：1.064mm； 輸出功率：0～400W； 脈沖頻率：0.1～100Hz（連續(xù)可調(diào)）； 脈沖寬度：0.5～10ms（連續(xù)可調(diào)）； 光束發(fā)散角：≤10mrad； 能量不穩(wěn)定度：≤3%（激光功率）； 光斑直徑：0.3～1.5mm； 焊接深度：0.2～0.8mm； 連續(xù)穩(wěn)定工作時(shí)間：24h。 （2）電源系統(tǒng) 該電源主要由主電源、觸發(fā)電路、控制電路和保護(hù)電路等組成，具有過壓、過流保護(hù)裝置，其電源、脈寬和頻率均可調(diào)，可以根據(jù)需要設(shè)置輸出波形，以便于焊接不同材料。該電源操作面板具有電流、脈寬頻率。其具體技術(shù)指標(biāo)如下： 輸入電源：380V±5%； 電源額定功率：12kW； 最大損耗功率：14kW； 脈沖工作電流：0～600A； 電源不穩(wěn)定度：≤3%； 液晶控制面板：美觀大方，更便于編輯控制。 （3）光纖傳導(dǎo)系統(tǒng) 光束數(shù)量：單光束（多光束）光纖傳輸； 傳輸光纖芯徑：0.6mm； 光纖長度：3～5m； 輸出聚焦鏡焦距：f＝100mm； 聚焦鏡工作距：75mm； 最小光斑直徑：0.3mm； 參考焊接熔深：0.1～0.5mm（低碳鋼或不銹鋼）。 激光光束由光纖傳輸?shù)接脩粜枰庸ぃㄈ绺稍锵洹⒍喙の缓附优_(tái)）的位置及方位，聚焦鏡上加以聚焦，將聚焦鏡對稱放置在被焊工件即可實(shí)現(xiàn)快速焊接。 總之，隨著工藝要求的提高，有越來越多的生產(chǎn)過程將采用光纖激光傳導(dǎo)加工作為先進(jìn)的生產(chǎn)手段。 （4）冷卻系統(tǒng) 激光專用冷卻系統(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少一部分轉(zhuǎn)化為激光能量，其光轉(zhuǎn)換率大約為3%～4%，其余均轉(zhuǎn)化為熱的形式損耗掉了。 該冷卻系統(tǒng)采用一體化的2～3P水冷機(jī)，溫差在0.1℃范圍內(nèi)。 2.技術(shù)參數(shù) 光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)技術(shù)參數(shù)如表1所示。表1 光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)技術(shù)參數(shù) 3.設(shè)備的主要優(yōu)勢 該產(chǎn)品的導(dǎo)光系統(tǒng)采用了光纖傳導(dǎo)裝置，通過光纖的快速傳導(dǎo)，使激光的焊接能夠高效穩(wěn)定的進(jìn)行。根據(jù)焊接材料的不同，可以設(shè)定輸出能量波形、進(jìn)行波形控制，以達(dá)到更為理想的焊接效果。 另外，該焊接機(jī)可配合機(jī)械手工作，與傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)、激光光路固定連續(xù)焊接方式相比，焊接效率可提升3倍以上，實(shí)現(xiàn)激光在線焊接全自動(dòng)化。 4.設(shè)備主要配置 光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)主要配置如表2所示，標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)如圖3所示。表2 光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)主要配置 圖3 標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)（可放置手套箱工作）振鏡式激光焊接機(jī) 與光纖傳導(dǎo)式激光焊接機(jī)一樣，振鏡式激光焊接機(jī)也是瑞通激光引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，并在關(guān)鍵部件上采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口部件生產(chǎn)而成的，具有重復(fù)精度高、定位精度高、焊接速度快和焊接范圍大等優(yōu)點(diǎn)，可用于電池、電子、通訊和五金等行業(yè)大批量生產(chǎn)企業(yè)的離線/在線焊接。 1.激光焊接機(jī)系統(tǒng)組成 振鏡式激光焊接主要由5部分組成：激光器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)。 （1）激光器系統(tǒng) 激光器系統(tǒng)主要由激光工作物質(zhì)、泵浦氙燈、聚光腔和諧振腔組成。振鏡式激光焊接機(jī)激光工作物質(zhì)為YAG棒。 激光工作物質(zhì)：Nd : YAG晶體（進(jìn)口配件）； 激光波長：1.064mm； 輸出功率：0～300W； 脈沖頻率：0.1～100Hz（連續(xù)可調(diào)）； 脈沖寬度：0.5～10ms（連續(xù)可調(diào)）； 光束發(fā)散角：≤10mrad； 能量不穩(wěn)定度：≤3%（激光功率）； 光斑直徑：0.3～1.5mm； 焊接深度：0.2～0.8mm； 連續(xù)穩(wěn)定工作時(shí)間：24h。 （2）電源系統(tǒng) 該電源主要由主電源、觸發(fā)電路、控制電路和保護(hù)電路等組成，具有過壓、過流保護(hù)裝置，其電源、脈寬和頻率均可調(diào)，可以根據(jù)需要設(shè)置輸出波形，以便于焊接不同材料。該電源操作面板具有電流、脈寬頻率。其具體技術(shù)指標(biāo)如下： 輸入電源：380V±5%； 電源額定功率：10kW； 最大損耗功率：12kW； 脈沖工作電流：0～600A； 電源不穩(wěn)定度：≤3%。 （3）光路及振鏡掃描系統(tǒng) 光學(xué)系統(tǒng)：1 064nm基于振鏡的高精度反射、聚光系統(tǒng)。 擴(kuò)束鏡：光束反射前多倍擴(kuò)束組合透鏡。 F-θ透鏡（見圖4）：進(jìn)口配件，波長1 064nm，焦距f為100或160mm，工作幅面70mm×70mm（標(biāo)準(zhǔn)）、110mm×110mm（可選配）。 圖4 F-θ透鏡激光校正：選用0.6328mm的He-Ne激光準(zhǔn)直系統(tǒng)指示光軸位置，指示光與激光同軸，在加工時(shí)可達(dá)到尋跡指示的功能，并及時(shí)進(jìn)行精確對位。 高速掃描振鏡是使激光按照預(yù)定軌跡運(yùn)行的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它主要由高精度電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、反射鏡、F-θ透鏡及直流供給電源組成。振鏡掃描焊接示意圖如圖5所示。 圖5 振鏡掃描焊接示意圖（4）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用專用工業(yè)計(jì)算機(jī)，配置Inter P4處理器，抗干擾的工業(yè)主板，中文WINDOWS 2000操作系統(tǒng)。 瑞通激光精心開發(fā)的基于WINDOWS 界面的專業(yè)激光焊接軟件，全中文操作系統(tǒng)，兼容Photoshop、CoreDRAW和AutoCAD等多種繪圖軟件；能夠?qū)崿F(xiàn)中英文文字、時(shí)間日期、條形碼和序列號等的焊接，輸出中英文、圖形和各類條形碼等。 ① 功能強(qiáng)大：軟件提供程序語言Visual Basic的多種可能性，用戶可充分發(fā)揮32位的技術(shù)潛力，軟件可在WINDOWS 98、2000或NT下運(yùn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制卡對激光器和掃描頭的數(shù)據(jù)傳輸，速度較傳統(tǒng)方式提高近一倍； ② 界面友好：軟件允許個(gè)性化的WINDOWS 用戶界面設(shè)定，因此軟件可適應(yīng)用戶個(gè)性化使用要求。 ③ 基于WINDOWS 界面的軟件具有：圖形化的操作界面；可調(diào)用多種格式的CAD圖形；多種中英文字體；直接對焊點(diǎn)的位置、間距進(jìn)行調(diào)節(jié)；全面的激光參數(shù)數(shù)據(jù)庫。 （5）冷卻系統(tǒng) 激光專用冷卻系統(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少一部分轉(zhuǎn)化為激光能量，其光轉(zhuǎn)換率大約3%～4%，其余均轉(zhuǎn)化為熱的形式損耗掉了。該冷卻系統(tǒng)采用一體化的3P水冷機(jī)，溫差在0.1℃范圍內(nèi)。 （6）工作臺(tái) 采用三維電動(dòng)可調(diào)式工作臺(tái)，操作方便靈活，定位精度高。X/Y/Z三個(gè)方向電動(dòng)、手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為200mm×80mm×200mm。 2.技術(shù)參數(shù) 振鏡式激光焊接機(jī)技術(shù)參數(shù)如表3所示。表3 振鏡式激光焊接機(jī)技術(shù)參數(shù) 3.設(shè)備的主要優(yōu)勢 振鏡式激光焊接機(jī)的導(dǎo)光系統(tǒng)采用了振鏡掃描裝置，通過振鏡的快速移動(dòng)，使激光的點(diǎn)焊能夠高效穩(wěn)定地進(jìn)行。根據(jù)焊接材料的不同，可以設(shè)定輸出能量波形、進(jìn)行波形控制，以達(dá)到更為理想的焊接效果。另外，該焊接機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)和進(jìn)口PLC的雙向控制，使高速度振鏡系統(tǒng)與數(shù)控工作臺(tái)能夠很好地結(jié)合在一起，與傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)、激光光路固定連續(xù)焊接方式相比，焊接效率可提升10倍以上，實(shí)現(xiàn)激光在線焊接全自動(dòng)化。 該設(shè)備焊接速度快、焊斑小，并且焊接時(shí)產(chǎn)生的熱量極少，熱變形極小，特別適用于超薄形不銹鋼電路板嵌件的點(diǎn)焊，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括電池行業(yè)、手機(jī)屏蔽罩、金屬手機(jī)外殼、金屬電容器外殼、硬盤、微電機(jī)、傳感器以及其他相關(guān)產(chǎn)品的高效率激光點(diǎn)焊或密封焊。 焊接范圍：110mm×110mm； 焦點(diǎn)處光斑直徑：0.3mm； 焊接速度：1～20點(diǎn)/s，因此在用于單點(diǎn)焊接時(shí)速度可以成倍的增長，目前在手機(jī)屏蔽板焊接的時(shí)間小于3s，直接體現(xiàn)了這一優(yōu)點(diǎn)。 4.生產(chǎn)效率 舉例說明：選用原來的硬光路傳輸?shù)募す夂附訖C(jī)焊接18650圓柱電池極耳（2點(diǎn)），效率為1100個(gè)/h；選用振鏡掃描式激光點(diǎn)焊機(jī)焊接18650圓柱電池極耳（多點(diǎn)），效率為2 000個(gè)/h。 5.設(shè)備主要配置 振鏡式激光焊接機(jī)設(shè)備主要配置如表4所示，掃描工作臺(tái)如圖6所示。 圖6 掃描工作臺(tái)，工件不需要移動(dòng)表4 振鏡式激光焊接機(jī)設(shè)備主要配置 圖7是LWS-300S最新的款式，已經(jīng)在天津力神、ATL和BYD等多家大公司運(yùn)行。 圖7 LWS-300S最新款式