激光焊接機的操作指南
1) 為了保證激光器一直處于正常的工作狀態,連續工作二周后或停止使用一段時間時,在開機前首先應對YAG棒、介質膜片及鏡頭保護玻璃等光路中的組件進行檢查,確定各光學組件沒有灰塵污染、霉變等異常現象,如有上述現象應及時進行處理,保證各光學組件不會在強激光照射下損壞。(若設備的使用環境比較清潔,上述檢查可以相應延長至一個月甚至更長)
2) 冷卻水的純度是保證激光輸出效率及激光器聚光腔組件壽命的關鍵,使用中應每周檢查一次內循環水的電導率,保證其電導率30.5MW·cm,每月必須更換一次內循環的去離子水,新注入純水的電導率必須32MW·cm。隨時注意觀察冷卻系統中離子交換柱的顏色變化,一旦發現交換柱中樹脂的顏色變為深褐色甚至黑色,應立即更換樹脂。
3) 設備操作人員可以經常用黑色像紙檢查激光器輸出光斑,一旦發現光斑不均勻或能量下降等現象,應及時對激光器的諧振腔進行調整,確保激光輸出的光束質量。典型光斑圖象如下:
調好后的光斑 未調好的光斑
激光諧振腔的調整
警告:本產品屬于4類激光設備,直接的強激光照射可以對人體皮膚產生嚴重傷害,特別是將使眼睛致盲,調試操作人員必須具備激光安全防護的常識,工作中必須佩帶針對1.064mm波長的專用激光防護眼鏡。
注意:當強激光直接照射到木材等易燃品時會產生明火,調試過程中應在激光輸出的光路上放置一塊吸收性能良好的黑色金屬材料作為光束終止器,防止引起火災事故。
注意:激光器的調整必須由經過專門培訓的人員進行,否則會因激光器失調或調偏造成光路上其它組件的損壞。
激光諧振腔的調整步驟如下:
1. 檢查基準光源
紅色的半導體激光是整個光路的基準,必須首先確保其準確性。用一個簡易的高度規檢查紅光是否與光具座導軌頂面平行,并處于光具座兩條導軌間的中心線上,如出現偏差,可以通過6個緊固螺釘進行調整。調整好后注意再檢查一遍所有緊固螺釘是否已經完全擰緊。
2. 調整輸出鏡(輸出介質膜片)位置
調整輸出鏡前,應將裝有YAG棒的聚光腔拿開,以免因光路中YAG棒的折射偏差影響調整的準確性。
輸出介質膜片的準確位置應該是使紅光位于其中心位置并能將紅光完全反射回紅光的出射孔,否則應通過膜片架的旋鈕進行仔細調整。注意調整完后應將膜片架調節旋鈕上的鎖緊圈完全鎖緊,確保其位置的穩定性,然后再一次檢查其反射光的位置是否保持在原位。
3. 檢查YAG棒的安裝位置
用透明膠紙分別貼在YAG棒套的兩端,觀察紅光光斑是否在兩個棒套管的正中間位置,如有偏差,應通過調整聚光腔的位置加以修正。然后觀察YAG棒的反射光位置,應與紅光的出射孔重合,否則在兼顧紅光盡可能保持在棒套管中心位置的前提下調整聚光腔的位置,使反射光盡量與出射孔靠攏,至少應保證調整到與出射孔的偏差小于1mm 。
4. 調整全反鏡(全反介質膜片)位置
第1步:檢查紅光是否在介質膜片的中間位置,否則應調整介質膜片架的安裝位置使紅光在介質膜片的中心。
第二步:粗調介質膜片架旋鈕,使紅光反射回出射孔。
第三步:開啟激光,200A左右,脈寬調整到約2ms,重復頻率調整到0Hz ,踩一下腳踏開關使脈沖氙燈閃光,此時用完全暴光的全黑像紙放在輸出鏡前,可以觀察到有激光輸出,反復調整膜片架的兩個旋鈕,使輸出光斑最圓且均勻,然后逐漸降低電流至120A左右,進一步反復仔細地微調旋鈕,盡可能使打到像紙上的光斑最圓且最強部分集中在光斑中心。
第四步:檢查激光是否與紅光重合,將像紙固定在激光輸出鏡的前端并盡量遠離輸出鏡的位置,發出一個激光脈沖,觀察像紙上的光斑中心是否與紅光中心重合,如不重合,可以微調輸出鏡和全反鏡,使光斑與紅光重合,然后再將像紙固定在離激光器輸出鏡800~1000mm的地方,再次檢查光斑是否與紅光重合。如能較好地重合,激光器即調整到了上佳狀態。
第五步:鎖緊各個調節旋鈕,再一次檢查像紙上的光斑是否良好,并與紅光同軸。否則應重新調整。
5. 檢查光閘的位置 人工旋轉反射鏡片支架,將光閘推至擋光位置,觀察紅光是否在鏡片的中間,其反射光是否位于光束終止器中心的吸收錐體上,如位置不正確可稍加調整,應特別注意仔細檢查一下光閘反射鏡片是否清潔,受污染的鏡片在使用中很快會炸裂。
至此激光器部分的調整工作即告完畢。
冷卻系統的維護
1 冷卻系統維護的主要內容
維護的主要內容包括檢查冷卻水的水質,清洗水箱及管道和檢查保護電路動作是否正常等。
在使用頻繁的情況下,每周必須檢查一次水質情況,以隨時保證冷卻介質的質量。檢查的方法是將萬用表置于2MW電阻檔,把兩支表筆測量端的金屬外露部分以1cm的間隔距離,平行地插入冷卻水面,此時的電阻讀數至少應大于250kW。若讀數低于此數值,應立即更換冷卻水。
2 檢查保護連鎖電路
本冷卻系統專門針對激光設備的特點,設計了超溫聲音報警,超溫連鎖,流量開關連鎖,液位保護連鎖等保護措施。使用中應經常檢查以上保護電路,保證其功能正常有效。檢查工作可以利用換水時進行。
注意事項
在氣溫較高或較潮濕的環境下,激光器運行中應隨時注意觀察冷卻水循環的管道或激光聚光腔上是否出現因水溫過低產生的“凝露”現象,“凝露”出現會造成YAG晶體端面的損傷
,導致輸出功率下降甚至不能出光。使用中一定要加以注意。如果出現“凝露”應立即停止激光焊接機的使用,待聚光腔表面的水分自然干燥后重新檢查YAG光學表面的狀況,確定是否要清洗YAG棒,檢查一切正常的情況下才能再次開機,開機前注意適當調高溫控器的下限設定溫度。
正常運行中還應注意觀察制冷系統的鈦管上是否結霜,如果出現結霜,可能是制冷系統中的氟利昂不夠所致,應立即請有關的專業人士進行補充并檢查是否存在泄露。
注意:激光器維護的必須由經過專門培訓的人員進行,否則容易產生嚴重的人為損壞。
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