Установка для лазерной сварки и лазерной резки МЛК4-1 - Производство и технологии реферат

Главная

Производство и технологии
Установка для лазерной сварки и лазерной резки МЛК4-1

История разработки технологии лазерной сварки и резки металлов. Назначение и принцип работы широкоуниверсальных компактных лазерных машин серии МЛК4. Состав установки МЛК4-1. Технические параметры координатных столов. Габаритные размеры и масса машины.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А.
по дисциплине: «Оборудование производства ЭТ»
«Установка для лазерной сварки и лазерной резки МЛК4-1 »
1. Лазерная сварка и резка, используемое оборудование
1.2 Анализ технологического оборудования
2. Анализ установки для лазерной сварки и резки МЛК4-1
Лазерная сварка может быть использовано при сварке титана, никеля, олова, цинка, меди, алюминия, хрома, ниобия, золота, серебра и многих других металлов и их сплавов. Она также может быть использована при сварке двух различных типов металлов, например медь-никель, никель-титан, медь-титан, латунь-медь и низкоуглеродистая сталь-медь и др.
Широко используется в мобильной связи, электронных компонентов, оправ для очков, ювелирных изделиях и аксессуаров, точном машиностроении, медицинском оборудовании, автомобильных аксессуарах, сувенирной и многих других промышленных областях.
1. Лазерная сварка и резка, используемое оборудование
Свет, как и любые другие виды электромагнитных колебаний, обладает большим запасом энергии, применение которой для сварки возможно только при высокой ее концентрации на небольшой площади. Практически впервые установка для сварки и пайки сфокусированной лучистой энергией была разработана в Московском авиационном институте под руководством профессора Г.Д. Никифорова. В качестве источника света была использована дуговая ксеноновая лампа. Свет концентрировали с помощью специальной оптической системы, состоящей из зеркал и увеличительных стекол. Однако мощность установки была небольшой и пригодной только для сварки тонкого металла.
Значительно увеличить концентрацию светового излучения удалось путем создания оптических квантовых генераторов (ОКГ) - лазеров. Лазер создает мощный импульс монохроматического излучения за счет возбуждения атомов примеси в кристалле или в газах. Среди известных в настоящее время источников энергии, используемых для сварки, лазерное излучение обеспечивает наиболее высокую ее концентрацию до 10 11 Вт/см 2 . Такие высокие значения концентрации энергии определяются уникальными характеристиками лазерного излучения, в первую очередь его монохроматичностью и когерентностью. В таких условиях все известные материалы не только плавятся, но и испаряются.
Лазерное излучение легко передается с помощью оптических систем в труднодоступные места, может одновременно или последовательно использоваться на нескольких рабочих постах. Оптические системы транспортировки и фокусировки лазерного излучения создают возможность легкого и оперативного управления процессом сварки. На лазерный луч не влияют магнитные поля свариваемых деталей и технологической оснастки.
Первые сообщения о лазерной сварке металлов относятся к 1962 г. В нашей стране публикации об этом способе соединения металлов появились на год позже. Первоначально использовались твердотельные рубиновые лазеры. На их базе были разработаны первые лазерные установки СУ-1, К-3М, УЛ-2 и УЛ-20, предназначенные для сварки и обработки материалов. Первые три из них имели максимальную энергию излучения не выше 2 Дж. Длительность импульса изменялась дискретно от 0,5 до 8 мс. Эти установки предназначались для сварки металлов толщиной 0,1-0,2 мм.
Установка УЛ-20 имела энергию излучения до 20 Дж и применялась для сварки металлов толщиной 0,5-1,0 мм. К сожалению, качество сварных соединений, получаемых с помощью указанных установок, было низким и нестабильным. Одной из причин этого была неудовлетворительная воспроизводимость режимов сварки на разных установках одного типа. Как показали исследования, это было связано с неоднородностью распределения показателя преломления в стержнях активной среды. К тому же оно индивидуально для каждого стержня.
Степень неоднородности активного стержня обуславливала низкую воспроизводимость режимов сварки за счет пространственно-временной неравномерности теплового потока.
Рис. 1. Принципиальная схема лазера:
1 - зеркало резонатора; 2 - рабочее тело; 3 - лампы накачки;
Экспериментальные исследования, выполненные в 1966 - 1969 гг., показали, что для обеспечения равномерности теплового потока в ОКГ сварочных установок необходимо применять устойчивый сферический резонатор. Использование сферического резонатора ослабляет влияние на генерацию излучения неоднородности показателя преломления активной среды и устраняет временную неравномерность освещения в пятне нагрева.
В дальнейшем именно такие схемы были использованы для создания установок лазерной обработки материалов. В настоящее время в технологических лазерах применяются твердотельные и газовые излучатели. В твердотельных лазерах в качестве рабочего тела используются активные элементы из рубина, стекла с присадками ионов неодима, алюмоиттриевого граната с неодимом.
В настоящее время лазерная сварка применяется для создания конструкций из сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Ей отдается предпочтение при необходимости получения прецизионных конструкций, форма и размеры которых практически не должны изменяться в результате сварки, а также при производстве крупногабаритных конструкций малой жесткости с труднодоступными швами.
Высокая плотность энергии лазерного излучения, передаваемая аномально малой площади воздействия, позволила создать в 70-е гг. ХХ в. и новый способ резки материалов.
1.2 Анализ технологического оборудования
МЛ4-1, МЛ4-2 - широко функциональная автоматизированная система
- Ручная и автоматическая сварка изделий из черной и нержавеющей стали, ковара, титана, тугоплавких, цветных и многих других металлов и сплавов.
- Возможно выполнение следующих сварочных швов: прямолинейных, фигурных (по произвольному плоскому чертежу), кольцевых (на опциональных вращательных оснастках). - Типовая толщина свариваемых материалов 0.1-2 мм.
- Гравировка глубиной до 0.2-0.3 мм
- Размерная обработка различных материалов, в том числе - резка, гравировка, маркировка металлов, прошивка отверстий и резка поликора, керамики, ситалла и др. неметаллических материалов.
Примерные параметры резки при продувке воздухом
Толщина листов для следующих материалов:
сталь (в том числе нержавеющая), мм
Скорость резки стали толщиной 1.5 мм, мм/сек
Обрабатываемое изделие размещается на рабочем основании X-Y координатного стола и перемещается относительно неподвижного лазерного пятна в X-Y плоскости. Силовой объектив перемещается в вертикальном Z-направлении с помощью аналогичного координатного привода. Для контроля за зоной обработки в оптическую систему встроена TV-камера и установлен TV-монитор визуального наблюдения. Предусмотрена автоматизированная подача инертного газа или воздуха в зону обработки. Энергия, частота повторения длительность и форма импульса излучения варьируется в широких пределах, что обеспечивает выбор необходимых режимов и высокое качество обработки. Управление машиной от пульта ручного управления и компьютера.
Виброустойчивый каркас в виде прямоугольного параллелепипеда на основе жестко связанных стальных труб сечением 80-100мм. Портальная компоновка излучателя, оптической системы и координатного стола путем их размещения на ребрах противоположенных горизонтальных граней параллелепипеда. Наличие защитной технологической камеры с раздвижной дверью с защитным окном, освещением и системой блокировок, обеспечивающими 1 класс лазерной безопасности.
Nd:YAG импульсный лазер с ламповой накачкой с разъемными металлокерамическими квантронами, встроенным полупроводниковым лазер-пилотом. Опция: Модуль перемещения зеркал резонатора с электроприводом позволяющей изменять длину резонатора, радиус кривизны глухого зеркала, модовый состав излучения.
Оптическая система транспортировки и формирования пятна
Наличие не менее двух модулей, обеспечивающих поворот лазерного пучка в горизонтальной плоскости и транспортировку пучка в вертикальном направлении с юстируемыми поворотными зеркалами. Телескоп, набор фокусирующих объективов.
Телевизионная система наблюдения с монитором. Наличие в ней устройства, формирующего электрические сигналы, синхронизованные с сигналами кадровой и строчной развертки и обеспечивающие формирование метки - перекрестия и управление координатами положения этой метки на экране монитора.
Режущая головка с наличием в ней узла перемещения фокусирующего объектива параллельно оптической оси, соплами для продувки газов, модуля юстировки сопел в плоскости, перпендикулярной оптической оси, защитных окон, емкостного датчика и микропроцессорной системой слежения, автоматически обеспечивающими требуемый зазор между защитным соплом резака и материалом заготовки в процессе резки.
Прецизионный ХУ координатный стол для перемещения детали по горизонтали, Z-привод для перемещения фокусирующего объектива (резака)по вертикальной оси.
Электроклапана, фильтры-регуляторы, сопла, быстроразъемные соединители и шланги для подачи газов в зону обработки.
Блоки питания, охлаждения и управления
Питание и управление функциональными модулями. Термостабилизованная система охлаждения «вода-вода» типа СО - 12000.
Блоки контроля, управления, компьютер
Пульт ручного управления. Педаль. Индикатор энергии. Компьютер.
Загрузка, обработка и выполнение файлов-заданий, настройка и сохранение технологических параметров, контроль и самодиагностика системы.
Транспортировка любым видом транспорта.
Технические параметры координатной системы
Рабочий ход стола (Наибольшее перемещение), мм
Максимальная скорость движения стола, мм/сек
Частота следования импульсов излучения, Гц
Длительность импульсов амплитудно-регулируемая в пределах, мс
Форма импульса амплитудно-регулируемая в пределах, мс
Машина может управляться вручную от пульта управления БКУ, от компьютера, а также работать в автоматическом режиме.
Возможности программного обеспечения (ПО) позволяют осуществлять загрузку, обработку и выполнение файлов-заданий (чертеж обработки + технологические параметры для лазера и координатных столов). ПО позволяет настроить и сохранить технологические параметры задания, осуществляет контроль и самодиагностику системы в процессе работы, визуальное отслеживание процесса сварки на экране ТВ-монитора.
Управляющие чертежи-задания могут быть импортированы в виде HPGL-совместимых файлов (.plt) или файлов .dxf или.bmp форматов из любых графических редакторов (CAD-системы, Corel-Draw, Компас и многие др.) программного обеспечения.
Габариты (длина / ширина / высота), мм, не более
Трехфазная сеть 3х380 В±10%, 50 Гц, с качеством по ГОСТ 13109-67
Техническая вода (водопровод, оборотная вода и т.д.):
- слив безнапорный (сливная воронка)
Воздушная вытяжка с остаточным давлением 66,6 кПа (500 мм рт. ст.) и с производительностью, м3/час
- Сеть осушенного сжатого воздуха с давлением 0.2…0.6 МПа (без масла, не хуже 4 класса загрязненности по ГОСТ 17433-80).
2. Анализ установки для лазерной сварки и резки МЛК4-1
Рис.3. МЛК4-1 - широкоуниверсальная компактная система
Широкоуниверсальные компактные лазерные машины серии МЛК4 предназначены для следующих видов лазерной обработки металлических и неметаллических материалов и изделий:
- Точечной и шовной ручной и автоматизированной лазерной сварки металлических деталей (черная и нержавеющая сталь, ковар, титан, алюминий и др. свариваемые металлы и сплавы) различной формы сфокусированным пятном импульсно - периодического Nd:YAG лазера Машина позволяет сваривать следующие типовые конструкции: корпусные, решетчатые, сетчатые, стержневые, трубчатые, а также мембранного и сильфонного типов. Возможно выполнение следующих сварочных швов: прямолинейных, фигурных (по произвольному плоскому чертежу), кольцевых на деталях вращения (на вращательных приводах). Контурная лазерная резка, маркировка и гравировка может осуществляться по цилиндрической и плоской поверхности.
- Прецизионной резки, сложно контурного раскроя, прошивки отверстий, гравировки изделий из стали алюминия, латуни, поликора, керамики, ситалла и др. неметаллических материалов по заданному чертежу.
Относительные перемещения лазерного пятна и изделия осуществляются с помощью автоматизированного 4-х координатного привода Для оптического контроля используется контрольно-фокусирующая система со сменными объективами Интегрированная система видео наблюдения имеет два канала микроскоп с двухступенчатой защитой глаз оператора и TВ-камерой с TВ-монитором визуального наблюдения, что позволяет в осуществлять контроль в реальном времени.
Предусмотрена автоматизированная подача инертного газа или воздуха в зону обработки, что обеспечивает защиту фокусирующей оптики и улучшает качество обработки. При работах по сварке, резке или гравировке возможен автоматический поддув защитного газа, кислорода или воздуха через отверстие сопла, а также снизу или сбоку через специальные насадки.
Энергия, частота повторения и длительность импульса излучения варьируется в широких пределах, что обеспечивает выбор необходимых режимов и высокое качество обработки. Машина МЛК4 управляется от IBM PC совместимого компьютера.
Рабочее место оператора содержащее кинематические блоки, лазерный излучатель оптические блоки, блоки управления, рабочие органы.
Стойка питания и охлаждения лазера связанная с рабочим модулем кабелями и трубопроводами
В сумме габариты модулей позволяют разместить машину на площади не более примерно 1.5кв.м.
Nd:YAG импульсный лазер с ламповой накачкой. Управление энергией частотой, длительностью и формой импульса лазерного излучения.
Контрольно-фокусирующая оптическая система содержит: фокусирующий модуль с различными объективами; телескоп с системой регулировки размера пятна, систему визуального контроля с двумя каналами наблюдения - микроскоп с двухступенчатой системой защиты глаз оператора и модуль ТВ системы.
Электроклапана, фильтры-регуляторы, сопла, быстроразъемные соединители и шланги для подачи газов в зону обработки, устройство контроля подачи защитного газа, ротаметр.
Блоки питания, охлаждения и управления
Система охлаждения лазера. Источник питания лазера. Блок управления приводами. Питание и управление функциональными модулями.
Блоки контроля, управления, компьютер
Пульт ручного управления. Педаль. Индикатор энергии. Компьютер.
Лампы, Защитные стекла, зеркала резонатора и другое
Загрузка, обработка и выполнение файлов-заданий, настройка и сохранение технологических параметров, контроль и самодиагностика системы.
Текстовая документация (паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации) с - комплектом принципиальных схем
Транспортировка любым видом транспорта.
- Вращательный привод для сварки кольцевых швов на деталях вращения (трубах).
- Дополнительная автоматизированная Z координата с емкостным датчиком
Технические параметры координатных столов
Рабочий ход стола (Наибольшее перемещение), мм
Точность позиционирования, мкм, не хуже
Дискретность перемещения, мкм, не хуже
Увеличение телевизионной системы, крат
Размер пятна излучения в зоне обработки, мм
Частота следования импульсов излучения, Гц
Длительность импульса, регулируемая в пределах, мсек
Минимальная средняя мощность излучения, Вт
- Загрузку и обработку файлов-заданий в формате HPGL
- Синхронное управление приводами столов и источником питания лазера
- Интерактивную установку технологических параметров
Термостабилизированная двухконтурная с теплообменником типа «вода-вода» и охлаждением вторичного контура технической или водопроводной водой и безнапорным сливом.
Габариты (длина / ширина / высота), мм, не более
Трехфазная сеть 3х380В±10%, 50 Гц, с качеством по ГОСТ 13109-67
Потребляемая мощность, кВА, не более:
Техническая вода (водопровод, оборотная вода и т.д.):
Воздушная вытяжка с остаточным давлением 66,6 кПа (500 мм рт. ст.) и с производительностью, м3/час
- Сеть осушенного сжатого воздуха с давлением 0.2-0.8 МПа (без масла, не хуже 2 класса загрязненности по ГОСТ 17433-80).
- Баллон с защитным или вспомогательным газом (аргон, азот) с редуктором - при необходимости.
Лазерная сварка осуществляется в широком диапазоне режимов, обеспечивающих высокопроизводительный процесс соединения различных материалов толщиной от нескольких микрометров до десятков миллиметров. Разнообразие методов и приемов лазерной сварки затрудняет разработку конкретного технологического процесса.
Процесс сварки лазерным излучением весьма сложен и в настоящее время нет теоретической расчетной модели, описывающей его во всей полноте. Как правило, расчеты касаются какой-либо одной из физических характеристик процесса воздействия лазерного излучения на обрабатываемый материал.
1. Баранов М.С., Вощинский М.Л., Геннрихс И.Н. Лазерная сварка металлов.
2.   Лазерная сварка металлов. / Малащенко А.А., Мезенов А.В. Машиностроение, 1984 г. 45 с.
3. Григорьянц А.Г. Лазерная сварка металлов (книга 4).
4. Григорьянц А.Г. Лазерная сварка металлов (книга 5).
5. Бруннер В. Справочник по лазерной технике
Разработка принципов и технологий лазерной обработки полимерных композиционных материалов. Исследование образца лазерной установки на основе волоконного лазера для отработки технологий лазерной резки материалов. Состав оборудования, подбор излучателя. курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.10.2013
Общие сведения и применение лазеров. Биография первооткрывателя лазера в СССР Александра Михайловича Прохорова. Режимы лазерной резки металлов. Механизмы газолазерной резки. Технология лазерной резки, ее достоинства и недостатки. Кислородная резка стали. презентация [1,1 M], добавлен 14.03.2011
Применение лазерных технологий в трубопроводном строительстве. Технология лазерной сварки металлов. Синтез управления возмущенным движением автоматических манипуляторов. Расчет элементов матрицы кинематических характеристик через координаты механизма. презентация [616,6 K], добавлен 12.12.2016
Медико-биологические основы взаимодействия лазерного излучения с кожей человека. Преимущества и недостатки лазерной эпиляции, допустимые уровни лазерного излучения. Конструкция и принцип действия лазерной установки, расчет параметров оптической системы. курсовая работа [126,8 K], добавлен 24.10.2009
Анализ режимов лазерной сварки некоторых систем алюминиевых сплавов. Защита сварочного шва от окисления. Пороговый характер проплавления как отличительная особенность лазерной сварки алюминиевых сплавов. Макроструктура сварных соединений сплава. презентация [1,7 M], добавлен 12.04.2016
Анализ традиционных методов резки изделий из стекла: механическая, гидроабразивная. Приемы лазерной резки, их сравнение: скремблирование, термораскалывание. Принципы выбора лазера и его обоснование. Щелевой СО2 – лазер и волоконный, их главные функции. курсовая работа [896,7 K], добавлен 14.05.2015
Возникновение и развитие сварки и резки металлов. Понятие, сущность и классификация способов дуговой резки. Рабочие инструменты, используемые при резке металлов. Организация рабочего места сварщика. Техника безопасности труда при дуговой сварке и резке. курсовая работа [508,4 K], добавлен 25.01.2016
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Установка для лазерной сварки и лазерной резки МЛК4-1 реферат. Производство и технологии.
Реферат: Учет начисления налогов и платежей в не бюджетные фонды
Контрольная работа по теме Крымско-кавказский горный клуб
Курсовая работа по теме Политико-географическое положение Украины
Курсовая работа по теме Современные технологии сбора, передачи, обработки информации
Кредитование Инвестиций Реферат
Написать Сочинение Про Фантазии
Курсовая работа по теме Молибден
Диссертация Путина Владимира Владимировича
Контрольная работа по теме Юридическая защита прав человека
Курсовая работа по теме Исследование особенностей нового стандарта хранения геопространственных гидрографических данных S-100
Курсовая работа по теме Економіка сім'ї: теоретичний аспект
Реферат по теме Психологія управління
Дипломная работа: Идиостиль как проблема художественного перевода
Сочинение Про Дубровского Описание Героя
Реферат: Характеристика системы менеджмента ООО ДК Европродукт
Реферат: Спеціальний суб єкт та його види Суб єктивна сторона складу злочину
Дипломная работа по теме Организация грузоперевозок (на примере ООО 'Зостмайер')
Леса Великобритании Реферат
Семейный Бюджет И Финансовые Цели Сочинение
Реферат: Последовательное обнаружение сигналов при когерентной и квазикогерентной обработке
Становление и развитие полиции в Германии - Государство и право реферат
Организационно-педагогические условия формирования эмпатии как профессионально значимого качества при работе с детьми с ограниченными возможностями здоровья у студентов педагогического колледжа - Педагогика дипломная работа
Образование как способ вхождения человека в мир науки и культуры - Педагогика реферат