焊接时通常采用聚焦方式会聚激光,一般选用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比,焦距越短,光斑越小。但焦距长短也影响焦深,即焦深随着焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必须保持透镜与工件的间距,且熔深也不大。由于受焊接过程中产生的飞溅物和激光模式的影响,实际焊接使用的焦深多为焦距126mm(5”)。当接缝较大或需要通过加大光斑尺寸来增加焊缝时,可选择254mm(10”)焦距的透镜,在此情况下,为了达到深熔小孔效应,需要更高的激光输出功率(功率密度)。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高,耐磨性也更好。
当激光功率超过2kW时,特别是对于10.6μm的CO2激光束,由于采用特殊光学材料构成光学系统,为了避免聚焦透镜遭光学破坏的危险,经常选用反射聚焦方法,一般采用抛光铜镜作反射镜。由于能有效冷却,它常被推荐用于高功率激光束聚焦
自适应随形激光熔覆是解决上述难题一个行之有效的方法,主要包括以下三个基本步骤:
1. 采用传感器进行在线检测:传感器可以是接触式、机器视觉、激光位移等多种,而且必须要建立起传感器测量坐标系与机器人激光熔覆工具坐标系间的对应关系;
2. 自动数据处理:包括数据滤波、重构、建模等,一些应用还需要实现自动模型匹配、缺陷辨识等智能算法;
3. 自动路径生成和工艺参数配置:在自动数据处理所建立模型基础上,进行分层切片、生成填充轨迹,并根据缺陷类型,自动选择优化工艺参数。

通用熔覆设备
1.采用线性模组,运动精度高,动态性能稳定,结构紧凑,可维护性好;
2.线性运动轴和激光头在机床上方,负荷没有变化,同时避免粉尘干扰;
3.工作台上空间较大,可以放置待修复的大型零件,也可以更换大型转台或变位机;
4.运动控制、激光器、送粉器等均采用集中程序控制,集成度高;
5.采用基于PC的数控系统,用户界面比传统机床面板更友好;
6.主要设备间通讯采用现场总线,集成度高,故障概率低;
7.根据应用区别,可搭配视觉定位、感应预热等辅助设备
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