11-5　高能束焊及焊接机器人（课件）-《焊工工艺基础》同步教学（劳动版）

第十一章 其他焊接、切割方法与技术 § 11-1　钎焊 § 11-2　电渣焊 § 11-3　碳弧气刨 § 11-4　摩擦焊与螺柱焊 § 11-5　高能束焊及焊接机器人 § 11-5　高能束焊及焊接机器人 一、真空电子束焊 1. 真空电子束焊的原理 电子束焊焊缝成形的原理 ａ) 接头局部熔化、蒸发　 ｂ) 金属蒸气排开液体金属，电子束“钻入” 母材，形成“匙孔” ｃ) 电子束穿透工件，“匙孔” 由液态金属包围　ｄ) 焊缝凝固成形 2. 真空电子束焊的特点及应用 （1）电子束功率密度很高，约为电弧焊的5000~ 10000倍。 （2）电子束穿透能力强，焊缝深宽比大，深宽比可达50:1。 （3）真空环境下焊接，不仅可防止熔化金属受到氢、氧、氮气体的污染，而且有利于焊缝金属的除气和净化。 （4）真空电子束焊能焊接用其他焊接工艺难于或根本不能焊接的形状复杂的焊件。 二、激光焊接与切割 激光焊接与切割 1 . 激光焊接 （1）激光焊接的原理 激光焊就是利用激光器产生的单色性、方向性非常高的激光束，经过光学聚焦后，把其聚焦到直径10 μm 的焦点上，能量密度达到106W/cm2 以上，通过光能转变为热能，从而熔化金属进行焊接。 （2）激光焊接的特点及应用 1）能准确聚焦为很小的光束（直径10 μm），焊缝极为窄小， 变形极小，热影响区极窄。 2）功率密度高，加热集中， 可获得宽深比大的焊缝。 3）焊接过程非常快， 焊件不易氧化。 4）激光焊的不足之处在于，设备的一次性投资大，设备较复杂，对高反射率的金属直接进行焊接较困难。 5）由于激光焊接具有上述特点，所以它常被应用于仪器、微型电子工业中的超小型元件及航天技术中的特殊材料的焊接。 2. 激光切割 （1）激光切割的原理 激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件切割开。激光切割属于热切割方法之一。 （2）激光切割的特点 1）激光切割质量好 2）切割材料的种类多 3）切割效率高 4）非接触式加工 5）激光切割噪声低，污染小 6）激光切割的不足之处在于设备费用高， 一次性投资大 （3）激光切割工艺及其应用 1）激光汽化切割 2）激光熔化切割 3）激光氧气切割 4）激光划片与控制断裂 （4）激光切割设备 激光切割时割炬与工件间的相对移动有如下三种情况： 1）割炬不动， 工件通过工作台作运动，主要用于尺寸比较小的工件。 2）工件不动，割炬移动。 3）割炬和工作台同时移动。 三、焊接机器人 1 . 焊接机器人概况 焊接机器人 2. 焊接机器人的特点 （1）焊接质量的稳定和提高易于实现，保证其均一性。 （2）提高生产率， 在一天内可24h 连续生产。 （3）改善焊工劳动条件，可在有害环境下长期工作。 （4）降低对工人操作技术难度的要求。 （5）缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。 （6）可实现小批量产品焊接自动化。 （7）为焊接柔性生产线提供基础。 3. 焊接机器人的构造 弧焊机器人的构造 4 . 焊接机器人的操作 弧焊机器人普遍采用示教方式工作，即通过示教盒的操作键引导到其始点，然后用按键确定位置、运动方式（直线或圆弧）、摆动方式、焊枪姿态以及各种焊接参数， 同时还可通过示教盒确定周围设备的运动速度等。 $$