激光连续性焊接中断故障分析

吴艳辉

摘 要：在进行激光连续性焊接的过程中，会因为多种原因而出现焊接中断的情况。本文首先对于激光焊接的优势进行分析，从而对于激光连续性焊接中断故障进行分析，并提出了相应的解决措施。希望通过本文，能够为激光焊接中断故障的判断和应对提供一些参考和帮助。

关键词：激光连续性焊接；中断故障；应对措施

1.激光焊接的优势分析

激光的优势在于亮度高、方向性强。通过辐射激光放大的原理来进行激光的发射。通过聚焦后就能够得到密度高、直径小的激光，从而将其作为焊接的热源。激光焊接就是利用高功率的激光经过聚焦后辐射到工件表面，使得工件溶化后形成熔池，进而实现工件焊接。根据激光的实际工作物质和工作方式以及设备用途的不同，激光焊接设备可以被分为固体激光焊机、气体激光焊机、连续激光焊机、脉冲激光焊机、通用激光焊机和专用激光焊机等。

激光焊接的优点主要包括以下几个方面：

首先，激光能够通过光导纤维或棱镜等方式来实现激光的弯曲传输和偏转，尤其适用于对一些微型的零件进行焊接。其次，激光在空气中的损耗较低，且能够穿过玻璃，能够在玻璃制密封容器中进行焊接。第三，激光不会受到电磁场的影响，所以不需要对其进行真空保护和X射线防护。最后，激光的热输出低，热影响区和变形程度较小，能够进行高速焊接和深熔，且焊接后不需要对其进行热处理，适用于一些敏感材料。上述的这些优点使得激光焊接有着非常好的发展前景。

2.激光连续性焊接中断故障分析及应对措施研究

在对工件进行连续性焊接的过程中，经常会出现焊接中断故障的情况。通过人工的方式来对于机器人工作程序进行设定，机器人在对于程序进行执行的过程中或者程序执行完毕后也会出现中断故障的情况。当激光设备进行故障报警时，应对机器人进行复位并对激光器进行重新启动，然后继续出现中断故障报警的情况。引起这种故障原因包括：焊机自身的故障导致中断故障报警、安全回路断开导致中断故障报警、机器人程序编制导致中断故障报警。下面将对几种故障类型进行分析，并提出相应的应对措施。

2.1焊机自身故障导致中断故障报警

当因焊机自身故障导致中断故障报警时，可通过相应的软件系统来对其进行复位，从而重启激光器，常见的故障包括：

（1）激光散射光问题

在不同的激光焊接功率中，散射光呈现大小不一的状态，当在4000W的状态中进行工作时，散射光值超过监控值就会发生报警，焊机将直接关闭。进行复位后可继续进行启动。当出现这种问题时，应及时进行处理，否则将会造成光缆损坏。

应对措施：当1-x散射光值过高时，首先，应先检查镜头透镜和光缆玻璃保护罩是否受到了污染，如果有污染的情况应及时进行清洗。其次，可与其他激光器的光路进行互换，以判断是否为光路的问题。如果是光路问题，应对散射光进行调整或直接更换损坏或老化的光缆。当2-x散射光值过高时，首先应对偏转镜的洁净情况进行检查，如果镜子无法通过清洗来解决问题，应考虑直接更换。

（2）激光功率损失过大

当灯管的使用寿命到限，那么激光的功率将无法满足使用的需求，这时就会频繁的出现激光连续性焊接中断故障的情况。

应对措施：这时应考虑更换所有腔体内的灯管，或对其进行功率的优化。

2.2安全回路断开导致中断故障报警

工位的安全问题也是致使激光连续性焊接中断的重要原因，这里所说的安全回路包括重要夹具的安全回路，同时也包括急停回路。当回路中的部件出现损坏时，或是发生安全暂停断开的情况时，都会发生焊接中断故障的情況。常见的情况包括：

（1）工位夹具信号闪断

为了对设备进行有效的保护，及确保焊接位置的准确性，需要在机器人程序中增加夹具到位信号。当信号出现闪断的情况，激光分配信号发生中断现象，那么激光将停止发出。

应对措施：观察信号和夹具的汇总信号是否能够满足激光分配条件，并对自动请求激光和安全夹具作为激光分配条件进行逐一查证。同时，如果怀疑是闪断信号影响激光分配安全到位，那么可在PLC中的ANALYZER中进行分析。

（2）安全门保护回路

当出现安全信号无法满足或者出现闪断的情况，那么激光没有进行快门释能，激光将会中断。

应对措施：通过图纸来观察Han25插头是否出现松动的情况，或ILN-box是否出现损坏的情况，以及K501s继电器是否得到满足或粘连的情况。

2.3机器人程序编制导致中断故障报警

当机器人程序编制出现问题，将会使得激光在同一个位置当中出现中断的情况，并导致连续落焊的现象出现。如果在完成上一道焊缝后，在焊接下一道时提前打开激光，那么就会出现故障报警的情况。根据现场焊缝调试经验总结了以下几点对于机器人进行程序编制时的注意事项，具体包括：

（1）焊缝间隔距离不可小于7-10mm

（2）KUKA精确球的直径应小于等于10mm

（3）加速度ACC应小于等于百分之五十

（4）如果机器人运行速度太快，也会对于开关时间参数造成影响

（5）设置轨迹开关指令时，应避免两个点之间出现过近或存错的情况。

（6）设置参数时应避免错线错误，同时也要确保信号的匹配度，从而避免对于激光器数据反应的影响。

结束语：本文所提出的故障判断和应对措施都是来自于现场的实际控制方案以及图纸，不同的工位有着不同的方案。同时，对于机器人进行程序编制需要更多的依靠个人的经验，需要操作人员具备一定的能力和知识水平。

参考文献

[1]刘宏任.铝合金激光液态填充焊的填材过渡特性研究[D].哈尔滨工业大学，2016.

[2]邱灵.冷轧激光焊接设备及其工艺性能研究[D].上海交通大学，2009.

[3]柳娟，唐霞辉，彭浩等.高效率3工位激光焊接系统的控制优化[J].激光技术，2010，34（1）：56-59.

（作者身份证号码：230803198302230015）