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江苏金龙新能源设备科技实业有限公司
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平板太阳能集热器专用激光焊接机

 
 
产品简介

性能特点:方案概述

该方案应用于太阳能集热板的焊接,采用龙门二维平台带动双激光头平移,Z轴气动升降,滚轮定位压紧导向,完成铜(或铝)板与集热管(铜管)的焊接,采用点焊完成。

平板太阳能集热器激光焊接要求:

1、铜管-铝板式、铜管-铜板式等的点焊,点距3mm-5mm高效率激光点焊

2、焊缝无气孔夹杂等缺陷,保证双面成型,无假焊,焊接点精细变形小,正背面焊道光洁、整齐、美观,精度圆滑,坚固。

应用背景太阳能集热板焊接,要求焊接美观牢靠,操作简便,工作效率高。

产品规格介绍:铜管:直径φ10,厚度0.5mm~1.0mm

整板:1Mx2M(管长) ,铜板0.25-0.3mm(铝板0.3-0.5mm),

布铜管间距120mm,140mm

焊接内容:沿铜管与铜板的结合面焊接。

注:该方案按照铜板2000x1000x0.2mm、铜管外径φ100.8制作,间距:据客户实际情况布管,要完成其他产品的焊接,需要更换夹具。

1、系统的主体构成:设备包含激光焊接系统、双工位焊接工作台、工装治具、控制部分、焊接系统功能、外部参数及接口等部分,以下做详细描述原理:

调试:在焊接前,操作人员手动将焊接机调到的状态,将Z轴升降下落,调节焊接头角度调节机构与微调手动平台,调节好光斑位置,并且对焦,调节好后锁定微调手动平台及角度旋转机构。

工序A:人手工将铜板放置于铝质上下料焊接夹具板A上,并且靠紧定位块,然后将焊接好的铜管架放置于铜板上,通过扳动肘夹带动定位压紧销将铜管固定好,按动启动按钮,上下料焊接夹具板A和B共用的动力系统将其输送到焊接工位(如上:图5所示),上下料焊接夹具板A带动待焊工件到达焊接位后,龙门二维平台横梁带动激光头移至预设的起始位置,Z轴气动升降动作,压料轮压住第一根铜管,焊接头开始焊接动作,工件静止不动,进行焊接,当第一根铜管焊接完成后,Z轴气动升降升起,焊接头沿X向移至第二根铜管位置,Z轴升降下压,开始焊接第二根,一次焊完所有的铜管,Z轴气动升降升起,上下料焊接夹具板A退出至原始上下料工位,人手工将焊好的集热板搬走,并换上未焊产品,如此循环动作完成产品的焊接。

工序B:在工序A进行焊接时,人手工将铜板放置于铝质上下料焊接夹具板B上,并且靠紧定位块,然后将焊接好的铜管架放置于铜板上,通过扳动肘夹带动定位压紧销将铜管固定好,等待工序A焊接完成后,上下料焊接夹具板A和B的动力系统自动将其输送到焊接工位,此动作与夹具板A焊接完成后退出至原始上下料工位同时进行(如上:图6所示),上下料焊接夹具板B带动待焊工件到达焊接位后,龙门二维平台横梁带动激光头移至预设的起始位置,Z轴气动升降动作,压料轮压住第一根铜管,焊接头开始焊接动作,工件静止不动,进行焊接,当第一根铜管焊接完成后,Z轴气动升降升起,焊接头沿X向移至第二根铜管位置,Z轴升降下压,开始焊接第二根,一次焊完所有的铜管,Z轴气动升降升起,上下料焊接夹具板A退出至原始上下料工位,人手工将焊好的集热板搬走,并换上未焊产品,如此循环动作完成产品的焊接。

在焊接过程中,导向压紧轮沿铜管动作,因铜管会出现不可预见的弯曲,此时浮动机构动作,实时保证激光头相对铜管的位置,从而可以实现铜管与铜板的完整焊接。

b、工作节拍:

■ 焊接时间:据工艺要求、产品而定

■ 平台动作时间:据产品及焊接工艺而定

■ 气缸压紧时间:1s总焊接时间:由产品规格及焊接工艺时间而定

2、功能:

1)参数设定功能 (2)快速焊接功能 (3)参数外部调用功能

2)气源:0.5Mpa洁净空气,进气口φ8

3)电源:焊机要求380V三相±5%,50Hz,12KW

维修配件:维修设备所需的零配件以及耗材,详见下表:

序号

规格名称

单价

备注

1

氙灯

350 元/根

消耗品

2

保护镜片

80 元/片

消耗品

3

纯净水(18 升)

20 元/桶

消耗品

4

光纤维修

2000 元/端

维修费用

主机配置:

机器型号

FSZ-898-500W-A型

最大激光功率

500W

激光工作介质

Nd:YAG

激光波长

1064nm

单脉冲最大激光能量

180J

光纤输出数量

最大 2路

负反馈类型

任意波形设定能量负反馈控制

激光脉宽

0.1ms----20.0ms 步距0.1ms

单位时间连续脉冲宽度(1 秒)

100ms/s

焊接深度

最大 3mm/不锈钢

脉冲频率

0----100HZ (可根据用户要求设置更高)

整机最大功率

12kW

瞄准定位

半导体红光系统

电源输入

380V / 三相 / 50Hz

主机尺寸

610(W)* 1200(D)* 1000(H)

冷却方式

选配 5P 冷水机

冷水机尺寸

530(W)* 670(D)* 960(H)

光纤输入输出系统

2 套(能量分光)

光纤直径

0.6mm

光纤弯曲半径

>200mm

用于3M以平板太阳能整板焊接设备主要配置:

序号

名 称

型号和规格

数量

原产地和制造商

一、激光器

1

500W激光器(双灯激励)

FSZ-898-500W

2套

九申带负能量反馈

(Americantechnology)

2

光纤传输

¢6MM

2套

进口

二、机床部分

1

中间机座部件

FSZ-GM009

1套

飞仕泽激光专用型材

2

丝杆传动部件

 

1套

上银

3

横梁传动部件

 

1套

上银

4

光纤支架部件

FSZ-ZJ083

1套

卓立汉光

5

激光焊接头部件

FSZ-HJT003

1套

精加工

6

集热器夹具

FSZ-JJ0019

1套

精加工

7

丝杆、导轨

 

1套

上银

三、上下料移动台

1

移动工作台部件

FSZ-GZ00813

1套

精加工

2

链轮传动部件

BST-7315GS

1套

杨州贝斯特

四、控制系统

1

CCD监视系统

10寸液晶监视器

2台

台湾敏通

2

辅助电器

 

1套

德力西

3

PLC驱动控制

带触摸屏幕

1套

进口台湾台达

4

交流伺服电机

0.75KW .0.35KW

2套

中达

5

控制柜

 

1套

自主研制

五、水冷系统

1

5P制冷系统

 

1台

汉立

六、气动部分

1

气动元件

 

1套

亚德客

运行成本

1、耗材 激光机耗材为氙灯、去离子水(或纯净水)、过滤器滤芯,具体消耗如下:

a、机器使用长时间后,激光击发次数达到 300 万次以上时需要更换氙灯,

每次 2 支,2×350.00 =700

b、纯净水每次更换周期为一月,每台冷水机每次更换需要 2 桶(18L/桶)

2×20.00 =40.00

c过滤器滤芯每二个月更换一次每次更换一个一台焊接机共计需要 1 个过滤器滤芯。

1×60.00 =120.00

2、耗电

a、激光焊接机耗电约 9×1=9 /小时 b、冷水机耗电量约 1.4×2=2.8 /小时 c、工作台耗电量约 2 /小时 整套系统每小时的耗电量约14度/小时

YAG激光器对比表

500W YAG激光机主要配置

1. 镀金腔体150MM 腔体总长270MM / 40MM中心高

2. YAG晶体棒 ¢8 X 165

3. 激光电源采用JS-C212型灯泵浦脉冲电源 额定功率 12KW/80—500A (双氙灯激励)

4. 氙灯 9 X 170X 320MM

5. 光具座 1400MM X 400MM

6. 双面镀膜全反镜片¢20 , T=50% 20输出镜片

300W YAG激光机主要配置

1. 镀金腔体140MM 腔体总长 250 / 40MM中心高

2. YAG晶体棒 ¢8 X 155

3. 激光电源采用JS-C200 型灯泵浦脉冲电源 额定功率 12KW/60—400A (双氙灯激励)

4. 氙灯 ¢9X160X280MM

5. 光具座 1200MM X 400MM

6. 双面镀膜全反镜片¢20 , T=50% 20输出镜片

综述以上YAG两种不同功率的激光机对比得出:

A. 500W YAG 的镀金腔体长度大于300W YAG的腔体,能更好的吸收晶体发出的热量,光电转化率会更高。

B. 500W YAG的晶体棒长度也大于 300W YAG的晶体长度,激光棒的吸收效率高、阈值低、重复频率特性高于300W YAG激光机

C. 500W YAG脉冲氙灯的的长度比300W YAG的氙灯长,能更好的转换脉冲电源的高电压激励,同时也能更好的提高整个谐振腔体的光电转换率。

500W YAG的光具座长度高于300W YAG激光器的长度,谐振腔体的长度也会大于300W,谐振腔体的长度越长,光能在谐振腔内振荡的光谱会越长,发散角度会减小。输出的能量会更大更稳定。

1、激光能量实时反馈控制

采用激光能量实时反馈控制,可保证每一点焊接能量一致。

 

2、具有激光能量渐强渐弱功能

具有激光能量渐强渐弱功能时,可保证在进行缝焊时,在焊缝结束处可避免能量过大导致的焊接不良,从而得到高品质的缝焊焊缝。

 

 

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