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1、实验一 氧乙炔切割焊操作一、实验目的1、了解氧乙炔切割设备的机械构造。2、熟悉氧乙炔切割焊接操作。二、实验材料及设备1、薄钢板。2、气割设备。3、供气设备。三、切割原理氧乙炔切割是利用预热火焰将被切割的金属预热到燃烧温度，再向此处喷射高纯度、高速度的切割氧，使金属燃烧，生成金属氧化物（熔渣），同时产生热量，熔渣由切割氧吹掉，所产生的热和预热火焰又将下层金属加热燃烧，这样继续下去，就将金属逐步切开。氧乙炔切割是一个预热燃烧去渣的连续过程，它的实质是金属在纯氧中的燃烧过程。切割过程如图41所示。图41 氧气切割过程示意图在切割中，氧气的作用是使金属燃烧并从切口处吹掉熔渣。因此，所用氧气的纯度、压力
2、和流速，以及切割气流（风线）的形状，对切割速度、切割质量和气体消耗量都有较大的影响。四、实验方法及步骤在切割是，要保证氧气切割为燃烧过程，并且燃烧后产生的金属氧化物的熔点应比金属本身熔点低，使熔渣具有一定的流动性，便于氧气流自然吹掉。金属在氧气中燃烧所产生的热量，要大于金属本身热传导而散失的热量，这样才能保证切口的温度。要求金属本身的导热率低，从而有足够高的预热温度，使切割过程顺利不断进行。 实验步骤如下：1、检查工作现场对工作场地要认真检查，清理易燃易爆品，提高安全意识，加强防火安全责任感。2、检查一切阀门状态3、调整阀门处于工作状态开启发生器的乙炔输送阀，氧气瓶阀以及调节减压器，将氧气调节
3、到所需的工作压力。4、准备切割，把试件垫起与地面隔开1）微开氧气阀门，2）打开乙炔阀门，3）点火调整氧气使火焰为中性焰。5、开始切割用预热火焰把试件加热到燃烧温度，再开启切割射流。6、结束气割当切割结束时，割嘴应略向气方向后倾一定角度，使割缝下部的钢板先割穿，注意余量的下落处，切割完后，应迅速先关小乙炔、氧气调整阀，再将乙炔、氧气阀先后关闭。随后关闭氧气瓶和乙炔输送器气阀。注意：如在切割过程中发生回火，而使火焰突然熄灭时，应立即将氧气阀关闭，同时关闭预热火焰的氧气调节阀，过一会时间再重新点燃火焰进行切割。五、几点说明1、应根据割件的厚度，选用合适的割嘴。2、装配割嘴时，必须使内嘴和外嘴严格保持
4、同心，要拧紧割嘴，这样才能保证切割射流位于预热火焰的中心。3、检查射吸式割嘴的射吸情况正常后，再把乙炔气管安上并使联接可靠。六、问题讨论氧乙炔切割操作过程中，应注意什么问题。实验二 氧乙炔切割焊接工艺试验一、实验目的1、掌握氧乙炔切割焊接的工艺方法。2、了解提高切割质量的方法要领。二、实验材料及设备1、试验用2mm厚低碳钢板。2、空压机、气瓶、手工割炬等。三、实验原理氧乙炔切割广泛用于切割纯铁、低碳钢和普通低合金钢。对于易淬火的低合金高强度钢，为保证工件质量、避免切口淬硬或产生裂纹，应适当加大预热火焰，放慢切割速度，必要时气割前先对工件进行预热。好的切割应为下侧无飞渣，切割表面光滑，并且与板面
5、成直角。切割咀不可离工件太近，否则预热火焰干涉切割氧气流，在切割的顶部会引起不平坦的表面。火焰距离太高，预热火焰在板的顶面上游动，沉积出难以去除的鳞皮。预热温度要适中，预热太高，板的顶部边缘熔化出现一条圆棱，预热不足，切割慢，甚至可能中断氧气。切割速度要适当，太慢会在板的下侧有渣子，顶部边缘的金属过量加热，在氧气流的作用下在切口表面断槽，速度太快，飞渣和金属液滴延伸到板的下侧，并且在坡口边缘上流出的氧气流留下痕迹。另外氧气的压力要合适，气压太高，氧气流从切割后的顶部去除的金属太高，并有氧气流返回到板的顶部沉积出金属小珠，气压太低，过量的渣子使切割部分粘接在一起，切割平面不光滑平坦。四、实验方法
6、及步骤按照一定的工艺在工件上割直线、切圆弧。基本过程为：工作前准备开始切割切割结束。具体步骤如下：1、按要求在工件上画好线。2、把工件垫起，保持与地面合适的距离。3、开启有关阀门，调节好氧气的工作压力。4、点火并调好预热火焰。5、控制好割炬，按线开始切割。6、当气割结束时，做好收尾切割，随后关闭火焰。7、关闭有关阀。五、问题讨论如何提高气割切口的表面质量。实验三 1250自动埋弧焊机参数测试及调节一、实验目的：、掌握1250自动埋弧焊机各部分结构，电气线路及工作原理。、掌握焊接规范参数测试：电弧电压，焊接电流，焊接速度对焊缝成型的影响。、掌握该焊机的规范调节方法。二、实验要求：、掌握1250自
7、动埋弧焊机组成部分（电源、控制箱、焊车）的结构，外部及内部各种电气元件的位置。、掌握1250自动埋弧焊机规范调节方法。、掌握自动焊操作要领，能进行空车操作及实际焊接操作。、了解焊接规范参数对焊缝成型的影响规律。三、实验设备及材料、1250自动埋弧焊机、万用表、改锥、克丝钳、活动搬手、打渣锤、小火钳、小扫帚、小簸箕、钢丝、游标尺、钢尺、焊剂筛。、材料：焊丝（）、焊剂、钢板（mm），粗晶试件（已备）四、实验方法及步骤：、打开焊机各部分箱盖、机盖、防护板、详细了解埋弧焊接机械结构，电源控制系统特点。并采用图物对照方法找到各元件位置，了解它们的接线，学会使用万用表检查线路。、焊机（控制箱）接通电源变压
8、器暂不接电源试验各控制按钮的动作，进行前的空车操作练习。、合上主电源，准备施焊，焊前需将焊剂进行充分烘干，对焊丝及工件表面进行除锈。、选择你认为合适的规范，在（mm）的钢板上用mm的焊丝进行堆焊。根据焊接结果，经过分析，再选择一种规范进行堆焊，并将两次施焊情况记录于表。、用游标尺测量采用已知堆焊所得的焊缝成型。将所测结果记录于表。、整理实验现场。五、实验结果及分析、整理实验所得数据，画出曲线，其坐标系如图所示。、说明实验结果分析及体会。六、安全注意事项：、熟悉焊机结构时，要切断所有电源，以免触电。、查看电气元件及接线接头时动作要轻，防止损坏元件及拉断线头。表埋弧自动焊自选参数施焊数据表序号板厚
9、(mm)焊丝直径mm弧I焊A焊(m/h)焊道外观情况备 注表测量已知规范的焊缝记录表编号弧焊焊(m/h)焊缝尺寸Bmmhmmhmm备注：焊丝mmb熔宽h熔深h堆高、查看完毕后，将焊机盖板、防护板等恢复原状图曲线坐标系 实验四 MIG焊实验一、实验目的：、了解CO气保焊的焊接原理及操作过程。、认识CO气保焊的优缺点和焊机结构。、了解逆变式CO气保焊机焊接参数的选择及其影响。二、实验材料及设备、NB-500逆变式CO气保焊机（等速送丝）、工件、CO气体、减压表、光线记录示波器（型）、短路频变计、焊丝三、工作原理CO气保焊为熔化焊极，焊接时气体通过管形喷嘴沿焊丝周围喷出，在电弧周围形成一个具有挺直性
10、的气带，保护熔化金属。阻止外界的气体的侵入。材料项目记录铝 板厚度 mn不锈钢板厚度 mn铜 板厚度mn正接反接正接反接正接反接电 流电 压氩气流量（l/h）钨极直径mm喷嘴直径mm焊接情况电流稳定情 况焊缝成型有无阴极雾 化钨极烧损情 况细丝气保焊是目前应用较广的一种。它具有热效率高、工件变型小、生产效率高、成本低、对铁锈敏感小等优点。但是气保焊对焊接规范的选择非常关键。参数的选择表 1实验结果数据表不仅影响焊接质量的好坏和熔滴过度的变化情况，而且也影响金属的飞溅的大小。焊接参数主要有：（）极性；（）焊接电源；（）电弧电压；（）电感；（）焊丝伸出长度。、极性：一般采用反接，只有在堆焊或焊补铸
11、钢件时才选用正接。、焊接电流是规范中的主要参数。根据焊件的厚度、焊丝的直径、焊缝空间位置和需要的熔滴过渡形式选择，电流增大，熔深显著增加，宽度和高度也相应增加，生产效率提高。、电弧电压：电弧电压对短路频率有显著的影响。合适的电弧电压范围为伏特；喷射过渡时，其合适的电压范围为伏特。电压太大，则飞溅增加利害；电压太小，则电弧太短焊缝成形变坏。、电感：回路中串联电感是为了控制飞溅，再就调节燃弧时间以调节焊件加热的程度。、焊丝伸出长度：焊丝伸出长度越长，对熔池保护越不好，而且电阻热也增大，在大电流下焊丝熔化速度就越快。一般焊丝伸出长度为mmmm为宜。四、实验内容及步骤：、了解细丝气保焊设备的结构，掌握
12、焊机启动，停止，调选焊接电流，电弧电压，送丝速度，保护气流量及电感值等的操作方法。、掌握示波器和频率计的使用方法。、按照图5连接。 图15-1气保焊示意图、根据板厚和焊丝直径查阅有关参考资料和表5的有关数据，初步确定，规范参数。启动焊机，在平板敷焊。根据试焊结果变换规范，反复焊几次，直到获得较稳定的电弧和较好的焊缝成形。这时记下各参数值。、记录焊接过程中的焊接电流变化及电弧电压的波形。、以较好的规范参数为标准，在其它参数保持不变的条件下，每次只调节一个规范参数进行焊接：焊接电位图变成两个不同的偏大值及两个不同的偏小值。电弧电压调节成两个不同的偏高值及两个不同的偏低值。电感调节成两个不同的偏大值
13、及两个不同的偏小值。重复步骤的观察内容和步骤的记录内容。表参考参数焊丝直径mm电弧电压V焊接电流A焊接速度(mm/s)气体流量(L/h)电感值mh0.818-19100-11025-30300-4000.08-0.161.219-20100-12025-30500-6000.1-0.18五、实验结果及分析、整理实验结果，记录在表15-2中。表5实验数据表试件序号空载电压电弧电压送丝速度焊接电流电感值焊接速度短路频率现象、根据示波器的记录，结合熔滴的形成过程说明电流和电弧电压发生变化的原因。选择典型的波形图，算出短路电流峰值m，引弧电压k，燃烧时间，短路时间Tr及短路频率f的值。、分别画出焊接电
14、流（送丝速度）和电弧电压，电感值与短路频率的关系曲线。分析各曲线对于稳定性的关系。、对实验中观察到的现象分析和讨论。六、问题讨论、如果细丝CO2气保焊所用的焊丝直径不同，焊丝直径的差异怎样在主要规范的选择上反映出来，为什么？、为什么CO2气保焊产生较大的飞溅？举出几条减少飞溅的措施，并简要说明理由。、CO2气保焊短路过渡焊接时焊缝外形有什么特点，怎样改善。实验五 TIG焊实验实验原理、钨极氩弧焊用钨极作热源，用直流电焊接时，引弧稳定性好。使用电流种类及电源极性不同时，焊接质量影响不同。手工氩弧焊电弧静特性一般在平特区，因此要求匹配陡降特性的焊接电源。、焊接电流是钨极氩弧焊的主要规范参数。根据焊
15、件的材料厚度来确定。电流过大，易引起咬边、漏焊等缺陷；电流过小，又易造成未焊透。确定焊接电流后，选定焊接速度和电弧电压时，要考虑焊件的热输入量和熔池加热斑点面积这两个因素。焊接时，应采用短弧并配合适当的焊接速度，以尽量小的线能量确保焊缝质量。在确保喷嘴孔径和保护气流量时，要考虑焊接电流、弧长、电极外伸长度、焊接速度以及焊接接头型式等因素。、直流电源部分一、实验目的、熟悉钨极氩弧焊机的结构特点，了解焊机的结构。、观察用直流正反接焊铝时阴极雾化情况。、了解直流电不同特性时钨极烧损情况。二、实验设备、WSM-400逆变式直流脉冲氩弧焊机、钨极氩弧焊焊机控制箱一台三、实验内容、按图接线，线路图另发或据
16、实验室挂图进行接线并检查正确为止。、合闸供电进行焊接。（）铝的焊接，观察极性不同时铝的阴极雾化现象及铝的烧损情况（）铜的焊接，观察极性不同时对焊缝成型情况的影响。（）不锈钢的焊接，观察极性不同时对焊缝成型情况的影响。、将有关数据填入表中。、试讨论电极材料和极性选择。表1 实验结果数据表材料项目记录铝 板厚度 mn不锈钢板厚度 mn铜 板厚度mn正接反接正接反接正接反接电 流电 压氩气流量（l/h）钨极直径mm喷嘴直径mm焊接情况电流稳定情 况焊缝成型有无阴极雾 化钨极烧损情 况B、交流电源部分一、实验目的、观测交流钨极氩弧焊机直流分量及其影响。、交流钨极氩弧焊机直流分量的消除方法。、观察交流钨
17、极氩弧焊焊铝的阴极雾化情况。二、实验设备及仪表、交流电焊机一台（）、钨极氩弧焊机控制箱一台、示波器、电阻器、蓄电器三、实验内容、熟悉氩弧焊机控制交流部分线路图，查找设备元件的位置，检查气、水路是否正常工作。、观察直流分量存在时的焊接情况，电流稳定性，焊缝成型，阴极雾化现象情况，消除直流分量后的情况加以比较。、用示波器观察直流分量情况，电流信号通过电阻器引入示波器。具体线路如图所示。 图1实验示意图、将实验数据填入表中。表 实验结果数据表材材料 项 目记录 电 流电 压氩气流量（Lh）钨极直径mm喷嘴直径mm焊接情况电流稳定性焊缝成型有无限极雾化电极烧损铝板厚度 mn存在直流分 量焊丝直径 mn
18、消除直流分 量五、问题讨论试讨论直流分量产生的原因，对焊接参数的影响？如果消除？图 电器原理图实验六 等离子切割工艺试验一、实验目的：、了解等离子弧型态及割枪特点。、掌握等离子弧切割的方法及其工艺。二、实验设备及材料、型空气等离子切割机、切割电源、型角式割炬、压缩空气瓶、（mm）钢板一个三、实验原理等离子切割所使用的等离子体是取自电弧的弧柱。这种自由弧柱事实上是由气体加热到高温并经充分电离而产生，由于导电嘴的细孔结构，割炬中同时通有的冷却气流以及磁场使用而产生“机械压缩效应”，“热压缩效应和电磁收缩效应使弧柱产生的能量进一步集中”，直到与电弧的热扩散作用相平衡时，就形成稳定的等离子弧。压缩空气
19、进入割炬后分为两路，一路进入气室形成等离子弧柱，另一路在导电嘴周围喷出，冷却了枪体中各部件，并帮助切口边缘的冷却。整个切割工作过程包括：预通气主电路供电高频引弧切割熄弧气体滞后停止。切割电源包括电源主电路及控制电路两部分，其电气原理图见图所示。四、实验步骤、操作准备（）压缩空气通过直径mm压力橡皮管接至过滤减压阀入口处，预调减压阀压力将空气压力调至巴（0.4-0.5兆帕）。（）将切割机的三芯电缆接在电源处，并将机壳接地线接好。（）将工作地线接至切割电源正极输出端。（）检查无误后，向机器供电。（）按“”开关，“”指示灯亮，只需切割炬上的微动开关控制切割操作。（）按微动开关，让气体流通min，可去
20、除割枪中的水汽。（）再次调节减压阀的空气压力为巴（0.4-0.5兆帕）。（）松开割炬上的微动开关后s气源即自动切断。、操作使用（）在切割工件的边缘开始切割，将割炬接触工件的边缘，割炬应稍向倾斜，以便吹掉熔化的金属，形成初始的切口。然后将炬头垂直于工件切割，按下割炬上的微动开关即可引燃电弧进行切割。（）在切割过程中，割枪导电嘴应贴在工件匀速移动。（）在切割过程中，要停止切割时，应先关割枪上的微动开关再提起割炬，以免嘴烧坏。实验七 点焊工艺实验一、实验目的、了解型点焊机的整体结构；、掌握加压，时间调节的原理及方法；、熟悉点焊工艺过程；、分析点焊工艺参数对接头质量的影响。二、实验设备及材料、型点焊机
21、（25kVA）、虎钳、手钳手锯、钢尺、切片机、砂纸，硝酸溶液、低碳钢板(mm)、铝板1.530200(mm)9、点焊电流测量仪型、周波和算测时器、拉力试验机三、实验内容、了解点焊机的结构（）通过讲解，看图纸及实物观察，了解N2型点焊机电器和机械部分的结构，工作原理。（）了解N2点焊机的性能及技术参数。（）了解N2点焊机的加压系统，时间调节机构，电压调节原理与调节方法和电极构造。、熟悉点焊工艺过程（）在指导老师协助下，自己动手完成一个焊点的操作过程。（）首先分析低碳钢和铝合金材料的机械、物理性能，结合经验数据，制定出相应的规范参数（一般地，m/m低碳钢板点焊：，0.20.5,Fw=8090kg，
22、5.06.0m/m）。（）施焊，从试件的制备到一个焊点完成，应认真按操作规程完成，仔细观察整个过程，并详细记录于表8内。、点焊规范参数接头技术的影响分析（）对于低碳钢试件，制订软硬两种规范，并进行焊接，观察过程并记录结果于表中。（）根据前述实验结果，确定一个适合于m/m低碳钢的点焊工艺。（）对于焊接电流Iw，焊接时间Tw和焊接电极压力Fw，固定其中两个，改变另一个，经获得该参数对焊接质量的影响，仔细观察施焊过程，并记录结果于表中。表点焊工艺记录表序号材料板厚mm焊接电流焊接时间t焊接压力kg电极直径（m/m）拉伸强度（kg/mm）表 1+1m/m低碳钢软硬规范点焊实验记录序号材料板厚mm焊接电
23、流焊接时间t焊接压力kg电极直径（m/m）拉伸强度（kg/mm）软123硬123三、实验结果分析、填写各表中项目以及必要的记录结果；、结合实验结果，综合分析材料规范参数对接头质量的影响。实验八 焊接缺陷的着色检验一、实验目的、学习着色检验的方法和操作过程、观察焊件表面缺陷所显示的痕迹二、实验材料及设备、着色探伤液（）、铝合金淬火裂纹试块、吹风机、焊接试件（自制）、交流弧焊机三、实验原理着色探伤原理是用有色油剂作渗透液，因此缺陷痕迹可直接在自然光照射下观察出来。四、实验方法与步骤、探伤液性能的检查着色探伤使用铝合金淬火裂纹试件来检查探伤液的性能。方法是把基准渗透液和实验用渗透液分别对试块上槽的左
24、右两部分进行渗透，经过清洗、干燥和显像处理后，观察比较槽的两边裂纹显示痕迹。如果两边同样地显示裂纹，就可判定所使用的渗透液性能正常。、实验步骤（）清理试件表面。（）把渗透液喷射到试件表面，用毛笔涂匀，保持min。（）把清洗液喷射在试件表面，除去多余的渗透液后吹干试件表面。（）把显示液喷射在试件表面，使缺陷部位显示红色彩像。（）用干布揩净试件。五、实验结果和分析、画出试件表面缺陷所显示的痕迹。、分析渗透时间，清洗时间对探伤效果的影响。六、问题讨论被检材料表面状况对着色探伤效果的影响如何？实验九 逆变电阻焊点焊试验一、实验目的1、学会逆变电阻焊的方法。2、了解逆变电阻焊机的构造。二、实验设备及材料
25、1、黑皮钢纵梁逆变电阻焊机。2、试板。三、逆变电阻焊机简介1、设备组成及功能黑皮钢纵梁三相逆变电阻焊机由主机和控制器两部分组成。如图1、图2所示。该焊机具有以下主要功能： 1)有恒流控制，恒脉宽控制，网压补偿三种工作方式。 2)实现多脉冲焊接，分为预热，焊接，回火三个阶段，焊接过程最多9个脉冲。 3)预热具有斜升，回火具有斜降功能。 4)具有焊接电流阶梯补偿，停机修磨电极以及电极寿终停机更新功能。 5)多规范。共有15个焊接规范，2个修磨规范。 6)编程器具可提供菜单式中文编程界面。采用“傻瓜式”编程方式，使用极为简单灵活。 7)编程器有拷贝功能，程序可从编程器拷入主机，也可从主机拷入编程器。
26、8)编程器有监测功能，可监测 图1 逆变电阻焊机焊接结果和故障。9)面板设置单点/连点，焊接/调整选择。 10)具有完善的保护功能。 11)主机可以通过编程实现平直、马鞍、阶梯等多种压力曲线。2、特点焊机采用了先进的中频电阻焊技术，与交流电阻焊机相比具有以下突出优点：1)直流焊接。该焊机采用1KHZ逆变电源，经变压器次极整流，可提供出连 图2 控制器面板示意图续的直流焊接电流，从而提高热效率，消除电流尖峰，增宽焊接电流工艺范围，消除输出极的电感消耗，无“集肤”效应。因此，大大提高焊接质量。 2)焊接变压器小型化。焊接变压器的铁芯截面积与输入交流频率成反比，故中频输入可减小变压器铁芯截面积，也就
27、减小了变压器的体积和重量。与同容量的交流焊机相比，采用中频技术的变压器体积可以减少60%。3)提高电流控制的响应速度，实现工频电阻焊机无法实现的焊接工艺。该三相逆变电阻焊专机实现了本周波控制，其电流控制响应速度为1ms（工频焊机的响应速度最快为20ms） ，从而有利于提高焊接质量并可以方便的实现焊接电流控制。4)三相平衡负载。5)功率因数高，节能效果好。6）采用三气室气缸，工作行程大小可调节。7）气路控制系统可以实现锻压功能，方便实现平直、马鞍、阶梯等压力曲线。3、技术参数主要技术参数：1)输入：三相380V，50HZ，10%波动。 2)加压电磁阀控制电压：DC 24V。3)容量：额定容量为：
28、 250KVA。3)逆变频率：1 kHz。 5)恒流控制精度：3%。 6)冷却水流量：30L/min （ 0.3MPa）四、工作原理焊机进行焊接时，焊接脚踏启动开关启动，电磁阀动作，压缩空气推动气缸运动，电极头压紧工件，延时之后，逆变器开始工作，焊接过程开始，变压器初级接通1000HZ中频电压，次极电流通过整流后，以直流完成焊接。经过一段时间的维持，电磁阀换向，电极头提起，完成一次焊接循环。点焊的焊接过程由四个基本阶段组成：1）预压时间：由电极开始下降到焊接电流开始接通的时间。2）焊接时间：焊接电流通过工件并产熔核的时间。3）维持时间：焊接电流切断后，电极压力继续保持的时间。 4）休止时间：由
29、电极开始提起到电极开始再次下降，准备在下一个焊点压紧工件的时间。编程器主要功能为：对主机进行焊接或修磨规范的编程；对主机焊接过程进行监控并显示参数；显示故障信息。五、实验步骤1、开机。打开气路，检查气路中有无漏气；打开水路，检查水路中水流是否充足、有无漏水。如有漏气、漏水，处理后再进行下面的操作。2、启动动控制器上的电源开关（顺时针）。3、打开控制器上的保护锁。编恒流焊接程序（注意：初次开机请勿编入过大电流，焊接电流编为10000 A左右为宜）。4、在控制器的规范选择中选出所编的规范号，将“焊接/调整”置于“调整”，将“单点/连点”置于“单点”。表1 焊接参数试 件厚度/mm电流/A1#2#5
30、、电极速度和压力的调整。踩下脚踏开关，主机动作。调整速度通过旋转气缸进出气口的节流阀进行。调整压力可调节减压阀，也可用焊接压力测试仪测出电极间的压力值进行精确调整。6、将“焊接/调整”置于“焊接”。放好试件。7、焊接。踩下脚踏开关，主机动作，通过电流测试仪读出电流值，记录并将有关数据填入表1。8、工件焊完后，逆时针拧动控制器上的电源开关，“电源”灯熄灭。注：连点焊是将“单点/连点”置于“连点”，踩住脚踏开关不松，对工件进行的连续点焊。实验十 激光焊接实验一、实验目的1、了解激光焊机系统的构成。2、了解激光焊接实验的原理和方法。二、实验设备及材料1、AH-120模焊机。2、氩气。3、板材。4、焊
31、丝。三、激光焊机简介1、系统构成AH-120模焊激光机如图1所示。激光模焊机系统由五部分组成：1）控制系统：控制微机系统，操作面板，显示屏，设置点焊参数等；2）激光系统：产生激光束；3）观察系统：检查焊点情况；4）工作台：三维工件定位、对焦；5）冷却系统：冷却激光束产生的热量。激光器结构及光学系统示意图如图2所示。2、激光深熔焊接的主要工艺参数1)激光功率。2)光束焦斑。 图1 AH-120模焊激光机3)材料吸收值。3、激光焊接的主要优点1) 功率密度高，焊接速度快，热影响区和变形小。2) 高的冷却速度，焊缝强度、韧性和综合性能高3) 可实现微型紧密焊接。4) 生产效率高。因为光束容易传输和控
32、制，又不需要经常更换焊枪、喷嘴，显著减少停机辅助时间。5) 易实现自动化操作。4、激光焊接的主要缺点1)焊接深度有限。2)工件装配要求高。3)激光系统一次性投资较高。四、焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105107W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔
33、化，形成特定的熔池。用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达25000C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工
34、件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，于是形成焊缝。五、实验方法及步骤1、开启制冷机电源。检查冷却器水压，若约为2kg，方可正常工作。同时设定温度及温差。2、开启激光机电源。显示屏进入操作界面，预热5 min。3、按下开机按钮。启动完成后，屏显充电电压等6个焊接参数。4、激活。首次启动设备要对充电电压激活，以保护仪器的正常工作。 5、焊
35、接参数的调整。焊接参数调好后，把相关数据填入表1。1）、充电电压：点焊电压的大小决定焊接能量的大小，根据焊接材料和具体情况设定可调范围100-395V；2）脉冲宽度：能量在焊点持续作用的时间长短。可调范围： 图2 激光器结构及光学系统示意图1-20 ms；3）焊接频率：1s打出激光的点数（M模式），可调频率范围：1-50Hz；4）波形保护：一般不调；5）材料存储：可保存切换6种材料的最 佳焊接参数；6）焊接模式：激光的连发和单发两种模式。 6、试件在工作台放好。 表1 主要焊接参数从显微镜观察、调整试件的试 件电压/v脉冲宽度/ ms1#2#位置于最清晰处即焦点处，并处于十字架中心。7、调节灯
36、光和吹气嘴 位置使之对准焊接点。8、打开气阀。 9、踩下脚踏开关开始焊接，加入焊丝边焊接边移动焊件。10、焊接完毕后，取出样品。11、关机顺序为：关掉气阀-按下关机按钮-钥匙开关断-切断总电源。六、问题讨论在其他焊接参数一定的条件下，激光斑点的大小，对焊接激光束的影响。实验十一 弧焊机器人焊接试验一、实验目的1、了解焊接机器人的焊接方法。2、了解焊接机器人的构造及原理。二、实验设备及材料 1、SG-MOTOMAN-UP6弧焊机器人。 2、试板、三、弧焊机简介SG-MOTOMAN-UP6弧焊机器人是日本安川电机公司制造，属于示教再现型弧焊机器人，如图1所示，其规格参数如表1所示。经过在线示教编程
37、，可以自动再现程序，实现自动化焊接的目的。其拥有6个自由度，在各轴动作范围内，可以完成任意空间位姿变换或位置移动。目前，弧焊机器人的应用范围很广，主要部门除汽车行业外，在工程机械、通用机械、兵器工业和金属结构等许多行业都有应用，适合于大批量流水线生产，可满足高质量焊缝要求，适应恶劣的工作环境及焊缝形状比较复杂的场合使用。 图1 弧焊机器人四、实验方法及步骤1、基本操作步骤1）开启XRC控制柜；2）在线示教编程；3）开启WELD-S350；4）再现自动运行；5）完成作业，关闭电源。2、在线示教编程（一）示教前的准备1.打开控制柜上的电源开关在“ON”状态。 2.将运作模式调到“TEACH”， 即
38、“示教模式”。 3.创建一个焊接程序。 1）先在主菜单上选择程序 一览并打开；2）在程序的主菜单中选择新建程序；自由度6有效载荷6kg定位精度0.08mm移动幅度S轴170L轴155，-90U轴190，-170R轴180B轴225，-45T轴360最大速度S轴2.44rad/s,140L轴2.79rad/s,160U轴2.97rad/s,170R轴5.85rad/s,335B轴5.85rad/s,335T轴8.73rad/s,500允许力矩R轴11.8N*mB轴9.8N*mT轴5.9N*m允许惯性R轴0.24kg*mB轴0.17kg*mT轴0.06kg*m质量130kg3）显示新建程序画面后按
39、选择键；4）显示字符画面后输入程序名现以“TEST”为新建程序名举例说明；5）把光标移到字母“T”、“E”、“S”、“T”上按选择键选中各个字母； 表 1 基本规格参数6）按回车键进行登录； 7）把光标移到“执行”上并确认后，程序“TEST”被登录，并且屏幕画面上显示该程序的初始状态“NOPCEOO”、“ENDCOOL”。4.编辑机器人要走的轨迹命令（以机器人焊接直线焊缝为例）。（二） 示教编程 示教编程步骤如图2所示。其具体步骤为：1开始位置 ：1）接通机器人伺服电源进入可动作状态，在控制柜上按下“SRVE ON READY”按钮；2）打开示教盒上的示教锁，按“TEACH LOCK”键，看到键灯亮；3）握住示教盒后的安全电源开关，用轴操作键将机器人移动到开始位置；4）按插补方式键MOTION TYPE，把插补方式定为关节插补，输入缓冲显示