激光連續(xù)性焊接中斷故障分析

吳艷輝

摘 要：在進行激光連續(xù)性焊接的過程中，會因為多種原因而出現(xiàn)焊接中斷的情況。本文首先對于激光焊接的優(yōu)勢進行分析，從而對于激光連續(xù)性焊接中斷故障進行分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。希望通過本文，能夠為激光焊接中斷故障的判斷和應(yīng)對提供一些參考和幫助。

關(guān)鍵詞：激光連續(xù)性焊接；中斷故障；應(yīng)對措施

1.激光焊接的優(yōu)勢分析

激光的優(yōu)勢在于亮度高、方向性強。通過輻射激光放大的原理來進行激光的發(fā)射。通過聚焦后就能夠得到密度高、直徑小的激光，從而將其作為焊接的熱源。激光焊接就是利用高功率的激光經(jīng)過聚焦后輻射到工件表面，使得工件溶化后形成熔池，進而實現(xiàn)工件焊接。根據(jù)激光的實際工作物質(zhì)和工作方式以及設(shè)備用途的不同，激光焊接設(shè)備可以被分為固體激光焊機、氣體激光焊機、連續(xù)激光焊機、脈沖激光焊機、通用激光焊機和專用激光焊機等。

激光焊接的優(yōu)點主要包括以下幾個方面：

首先，激光能夠通過光導(dǎo)纖維或棱鏡等方式來實現(xiàn)激光的彎曲傳輸和偏轉(zhuǎn)，尤其適用于對一些微型的零件進行焊接。其次，激光在空氣中的損耗較低，且能夠穿過玻璃，能夠在玻璃制密封容器中進行焊接。第三，激光不會受到電磁場的影響，所以不需要對其進行真空保護和X射線防護。最后，激光的熱輸出低，熱影響區(qū)和變形程度較小，能夠進行高速焊接和深熔，且焊接后不需要對其進行熱處理，適用于一些敏感材料。上述的這些優(yōu)點使得激光焊接有著非常好的發(fā)展前景。

2.激光連續(xù)性焊接中斷故障分析及應(yīng)對措施研究

在對工件進行連續(xù)性焊接的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)焊接中斷故障的情況。通過人工的方式來對于機器人工作程序進行設(shè)定，機器人在對于程序進行執(zhí)行的過程中或者程序執(zhí)行完畢后也會出現(xiàn)中斷故障的情況。當(dāng)激光設(shè)備進行故障報警時，應(yīng)對機器人進行復(fù)位并對激光器進行重新啟動，然后繼續(xù)出現(xiàn)中斷故障報警的情況。引起這種故障原因包括：焊機自身的故障導(dǎo)致中斷故障報警、安全回路斷開導(dǎo)致中斷故障報警、機器人程序編制導(dǎo)致中斷故障報警。下面將對幾種故障類型進行分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

2.1焊機自身故障導(dǎo)致中斷故障報警

當(dāng)因焊機自身故障導(dǎo)致中斷故障報警時，可通過相應(yīng)的軟件系統(tǒng)來對其進行復(fù)位，從而重啟激光器，常見的故障包括：

（1）激光散射光問題

在不同的激光焊接功率中，散射光呈現(xiàn)大小不一的狀態(tài)，當(dāng)在4000W的狀態(tài)中進行工作時，散射光值超過監(jiān)控值就會發(fā)生報警，焊機將直接關(guān)閉。進行復(fù)位后可繼續(xù)進行啟動。當(dāng)出現(xiàn)這種問題時，應(yīng)及時進行處理，否則將會造成光纜損壞。

應(yīng)對措施：當(dāng)1-x散射光值過高時，首先，應(yīng)先檢查鏡頭透鏡和光纜玻璃保護罩是否受到了污染，如果有污染的情況應(yīng)及時進行清洗。其次，可與其他激光器的光路進行互換，以判斷是否為光路的問題。如果是光路問題，應(yīng)對散射光進行調(diào)整或直接更換損壞或老化的光纜。當(dāng)2-x散射光值過高時，首先應(yīng)對偏轉(zhuǎn)鏡的潔凈情況進行檢查，如果鏡子無法通過清洗來解決問題，應(yīng)考慮直接更換。

（2）激光功率損失過大

當(dāng)燈管的使用壽命到限，那么激光的功率將無法滿足使用的需求，這時就會頻繁的出現(xiàn)激光連續(xù)性焊接中斷故障的情況。

應(yīng)對措施：這時應(yīng)考慮更換所有腔體內(nèi)的燈管，或?qū)ζ溥M行功率的優(yōu)化。

2.2安全回路斷開導(dǎo)致中斷故障報警

工位的安全問題也是致使激光連續(xù)性焊接中斷的重要原因，這里所說的安全回路包括重要夾具的安全回路，同時也包括急停回路。當(dāng)回路中的部件出現(xiàn)損壞時，或是發(fā)生安全暫停斷開的情況時，都會發(fā)生焊接中斷故障的情況。常見的情況包括：

（1）工位夾具信號閃斷

為了對設(shè)備進行有效的保護，及確保焊接位置的準(zhǔn)確性，需要在機器人程序中增加夾具到位信號。當(dāng)信號出現(xiàn)閃斷的情況，激光分配信號發(fā)生中斷現(xiàn)象，那么激光將停止發(fā)出。

應(yīng)對措施：觀察信號和夾具的匯總信號是否能夠滿足激光分配條件，并對自動請求激光和安全夾具作為激光分配條件進行逐一查證。同時，如果懷疑是閃斷信號影響激光分配安全到位，那么可在PLC中的ANALYZER中進行分析。

（2）安全門保護回路

當(dāng)出現(xiàn)安全信號無法滿足或者出現(xiàn)閃斷的情況，那么激光沒有進行快門釋能，激光將會中斷。

應(yīng)對措施：通過圖紙來觀察Han25插頭是否出現(xiàn)松動的情況，或ILN-box是否出現(xiàn)損壞的情況，以及K501s繼電器是否得到滿足或粘連的情況。

2.3機器人程序編制導(dǎo)致中斷故障報警

當(dāng)機器人程序編制出現(xiàn)問題，將會使得激光在同一個位置當(dāng)中出現(xiàn)中斷的情況，并導(dǎo)致連續(xù)落焊的現(xiàn)象出現(xiàn)。如果在完成上一道焊縫后，在焊接下一道時提前打開激光，那么就會出現(xiàn)故障報警的情況。根據(jù)現(xiàn)場焊縫調(diào)試經(jīng)驗總結(jié)了以下幾點對于機器人進行程序編制時的注意事項，具體包括：

（1）焊縫間隔距離不可小于7-10mm

（2）KUKA精確球的直徑應(yīng)小于等于10mm

（3）加速度ACC應(yīng)小于等于百分之五十

（4）如果機器人運行速度太快，也會對于開關(guān)時間參數(shù)造成影響

（5）設(shè)置軌跡開關(guān)指令時，應(yīng)避免兩個點之間出現(xiàn)過近或存錯的情況。

（6）設(shè)置參數(shù)時應(yīng)避免錯線錯誤，同時也要確保信號的匹配度，從而避免對于激光器數(shù)據(jù)反應(yīng)的影響。

結(jié)束語：本文所提出的故障判斷和應(yīng)對措施都是來自于現(xiàn)場的實際控制方案以及圖紙，不同的工位有著不同的方案。同時，對于機器人進行程序編制需要更多的依靠個人的經(jīng)驗，需要操作人員具備一定的能力和知識水平。

參考文獻

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（作者身份證號碼：230803198302230015）