中高职一体化资源 激光焊接工艺实训 项目二：任务二：典型激光焊接机结构.doc

PAGE 2 高陵职教中心 单元教学设计 20 —20 学年 第 学期 课程名称： 激光焊接工艺实训 授课专业： 激光应用技术 任课教师： 刘玉鸽  单元序号及单元标题： 项目二：激光焊接设备 任务二：典型激光焊接机结构 授课班级 上课 时间 周 月 日 第 节 上课 地点 周 月 日 第 节 教 学 目 的 通过学习了解YAG激光焊接机，激光点焊机，掌握焊接机的安全与操作。 教学 目标 能力（技能）目标 知识目标 1、熟练掌握焊接机的安全与操作。 了解YAG激光焊接机。 了解激光点焊机。 掌握焊接机的安全与操作。 重点 难点 及 解决方法 重点： 1、了解YAG激光焊接机。 2、了解激光点焊机。 难点： 1、熟练掌握焊接机的安全与操作。 解决方法（针对难点）：熟悉各类焊接机，教师在操作时要求学生多观察、多去发现、多总结，并且做好记录，填好实训报告，以便下次查阅。 参考资料 《激光加工技术》曹国风。北京：北京科学技术出版社，2007 《激光加工技术及其应用》刘其斌，北京：冶金工业出版社2007 第一部分：组织教学和复习上次课主要内容 学生讨论：保护气体与喷嘴结构。 老师总结概括保护气体与喷嘴结构，以及激光加工机的原理与适应范围。 第二部分：学习新内容 【步骤一】 宣布教学内容、目的 新课导入讨论：激光焊接机在操作的过程中要注意哪些？如何安全的进行操作？教师举1-2例，从而导入新课。 引导语：请同学们考虑？激光焊接机在操作的过程中要注意哪些？ 教学内容： 典型激光焊接机结构。 1、了解YAG激光焊接机。 2、了解激光点焊机。 3、掌握焊接机的安全与操作。 教学目的： 通过学习了解YAG激光焊接机，激光点焊机，掌握焊接机的安全与操作。 【步骤二】 内容讲解 一、YAG型激光焊接机 （一）总体结构 激光焊接机主要由电源柜、主机柜、冷却系统构成。其结构如图 1.主机柜 2.激光器 3.升降机构 4.CCD监视系统 5.导光聚焦系统 6.焊接夹具 7.两维数控工作台 8.外循环系统 9.控制系统 10.激光电源 11.内循环冷却系统 图2-11 实体图及结构布置图 结构框图如图2-12 图2-12 结构框图 （二）Nd：YAG激光器 激光焊接机采用的是脉冲Nd：YAG固体激光器，工作介质是掺钕钇铝石榴石晶体，泵浦源为氙灯。其输出激光波长为1.064um，是不可见红外光。 激光谐振腔原理如图 图2-13 激光谐振腔原理图 激光谐振腔由垂直于激活材料光轴的两个相对的平行反射镜和输出镜构成，起到高选择反馈器件的作用。将放大介质发射的部分信号耦合反馈，其相位保持不变，从而产生激光振荡。 （a）圆柱腔 （a）圆柱腔 （b）紧包式聚光腔 （c）四灯紧包腔 图2-14 聚光腔示意图 （三）激光传输系统 激光焊接机的激光谐振腔安装在光具座内，是整个设备的核心部件，光具座内部结构如图2-15 1.指示光源系统 2.全反射膜片架 3.光闸 4.聚光腔 5.光阑 6.半反射膜片架 7.聚焦导光系统 图2-15 光具座结构示意图 （四）主光路 主光路由谐振腔膜片、光阑、YAG晶体、氙灯及聚光腔组成，它决定了激光的输出。激光谐振框图如图2-16。 1 1—全反射镜 2、3－聚光腔 4－半反射镜 图2-16 激光谐振框图 激光焊接机的聚光腔采用的是新型非全腔水冷式双椭圆柱面组合结构。该激光腔结构合理，拆卸方便，密封性好，其光电转换率高，但如果玻璃管破裂会造成冷却水外泄，所以操作时要格外小心，避免泵浦灯和晶体棒玻璃管的损坏。如发生玻璃管损坏必须立即切断电源，防止发生危险。 （五）聚焦系统 聚焦系统主要由聚焦镜和Z轴聚焦系统组成，激光焊接通常需要一定的离焦量，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔，离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀，离焦方式有两种——正离焦与负离焦，焦平面位于加工部位上方为正离焦，反之焦平面位于加工部位下方为负离焦。在实际应用中，当要求熔深较大时采用负离焦。焊接薄材料时，不宜采用负离焦。 （六）指示系统 指示光系统由激光灯管、电源及精密调整架组成。用于指示焊接位置，同时也作谐振腔及其它光学部件的调整基准。 （七）激光电源 激光焊接机电源是激光焊接机的重要组成部分，它可供激光焊接机的脉冲氙灯工作，其脉冲频率和脉冲电源均可调。 本电源为