認(rèn)證考試師長教師任務(wù)頁進修情境4金屬焊接

1、學(xué)習(xí)情境4,金屬板材的激光焊接任務(wù)4-1,激光安全與激光焊接設(shè)備操作學(xué)生工作頁班級,光電08305班,組號,第1組,組長,祝李,日期,組員名單：,祝李、張雄、張宇、姜輝、袁智取、陳志越、許滿,指導(dǎo)老師：,劉勇,王紹理,成績：,一、任務(wù)引導(dǎo)1.簡述激光焊接機組成，其作用及工作原理。答:,激光焊接機組成:激光器、光學(xué)系統(tǒng)、激光加工機、輻射參數(shù)傳感器、工藝介質(zhì)輸送系統(tǒng)、工藝參數(shù)傳感器、控制系統(tǒng)、準(zhǔn)直用He-Ne激光器、工件。激光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴散，將材料熔化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式，主要針對薄壁材料、精密零

2、件的焊接，可實現(xiàn)點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高，焊縫寬度小，熱影響區(qū)小、變形小，焊接速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質(zhì)量高，無氣孔，可精確控制，聚焦光點小，定位精度高，易實現(xiàn)自動化2.簡述多光纖傳輸激光焊接機光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。答：多光纖傳輸激光焊接機光學(xué)系統(tǒng)包括：光路系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)、實時監(jiān)視系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、升降機構(gòu)。3.簡述使用激光焊接設(shè)備的安全事項和防護措施。答：1）安全防,為保證安全，使用設(shè)備前要先詳細月的設(shè)備使用說明書。（2）激光器系統(tǒng)為水冷卻方式，激光電源為風(fēng)冷卻方式，若冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，切勿開機工作。a清洗換水

3、。內(nèi)循環(huán)冷卻水為去離子水（蒸餾水最好），夏天2個月?lián)Q1次，春天，秋天，冬天3個月?lián)Q1次；b,去離子裝置每6個月?lián)Q1次。每半年清洗1次水箱和過濾器。（4）注意保證工作間的環(huán)境清潔，包括衛(wèi)生、溫度、濕度、定期檢查光學(xué)器件。（5）切記在激光焊接時不要用眼睛正對YAG激光器，以免造成激光傷害，工作時應(yīng)戴激光、防護鏡。（6）機器工作時，電路呈高壓、大電流狀態(tài)，非專業(yè)人員請勿在開機時維護檢修，以免發(fā)生觸電事故。電源和激光器應(yīng)接地良好。（7）機器不工作時，應(yīng)及時關(guān)機、斷電、斷水，將機罩封好，防止灰塵進入激光器和光學(xué)系統(tǒng)。（8）除調(diào)整激光器輸出能量大小及整機光路外，排除故障應(yīng)切斷電源進行。（9）機器出現(xiàn)故障，

4、如漏水、拉電弧、保險、激光器有異常響動等，應(yīng)立即切斷電源。(10)當(dāng)過電壓、過電流指示燈亮后，應(yīng)立即關(guān)機。4.熟悉設(shè)備操作方法，填寫報告。二、任務(wù)計劃、實施及檢查、評估知識準(zhǔn)備:激光焊接機基本操作，激光加工安全操作規(guī)程。設(shè)備型號及名稱：LWY,200C,激光焊接機激光焊接機操作開機步驟關(guān)機步驟設(shè)備主要性能參數(shù)：激光物質(zhì),Nd3+:YAG晶體,激光波長,1.064um最大激光輸出功率,200W,脈沖寬度,0.2-20ms連續(xù)可調(diào)重復(fù)頻率,0-150Hz連續(xù)可調(diào),電壓范圍,三相AC380V±10%電源最大輸入功率,8KW,最大脈沖能量,50J1,打開電源空氣開關(guān)2,再打開機器側(cè)面開關(guān)，確

5、認(rèn)“急停”按鈕處在彈出狀態(tài)（若沒有彈出，則將“急?！卑粹o調(diào)為彈出狀態(tài)）3再將機器面板上的鑰匙順時針旋轉(zhuǎn)90度置水平位置，移動面板屏幕上的光標(biāo)至“啟動”處，按下中間的“ENTER”鍵4,撥上左側(cè)機器開關(guān)5打開電腦開關(guān)，運行相應(yīng)軟件1,退出程序，關(guān)閉電腦2,移動面板屏幕上的光標(biāo)至“停止處”，按下中間的“ENTER”鍵3,機器停止運行，再逆時針旋轉(zhuǎn)鑰匙至豎直位置4,關(guān)閉機器側(cè)面的開關(guān)5,關(guān)閉電源空氣開關(guān)設(shè)備狀況：良好參考資料：1.激光加工工藝與設(shè)備，李建新編，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2.激光加工工藝手冊，關(guān)振中編，中國計量出版社3.現(xiàn)代激光制造技術(shù)，張國順編，化學(xué)工業(yè)出版社4.激光焊接機使用說明書，華工激

6、光5.相應(yīng)教學(xué)課件及網(wǎng)絡(luò)資源三、考核任務(wù)4-2,金屬板材的激光焊接學(xué)生工作頁班級,光電08305班,組號,第1組,組長,祝李,日期,2010.11.3,組員名單：,祝李、張雄、張宇、姜輝、袁智取、陳志越、許滿,指導(dǎo)老師：,劉勇,王紹理,成績：,一、任務(wù)引導(dǎo)1.簡述激光焊接中，深熔焊與熱傳導(dǎo)焊的工作原理。答：激光深熔焊接的原理。激光光束是由單色的、相位相干的電磁波組成，正因為它的單色性和相關(guān)性，激光束的能量才可以匯聚到一個相對較小的點上，使得工作上的功率密度能達到107W/cm2以上。這個數(shù)量級的入射功率密度可以在極短的時間內(nèi)使加熱區(qū)的金屬汽化，從而在液體熔池中形成一個小孔，稱之為鑰孔。光束可以

7、直接進入鑰孔內(nèi)部，通過鑰孔的傳熱，獲得較大的焊接熔深。質(zhì)量極好的光束甚至可以在4x106W/cm2的功率密度下就形成鑰孔，這主要取決于激光的功率密度分布情況。熱傳導(dǎo)焊接的原理。熱傳導(dǎo)型激光焊接的過程：焊接結(jié)合部位被激光照射，金屬表面吸收光能而使溫度升高，熱量按照固體材料的熱傳導(dǎo)理論向金屬內(nèi)部擴散。激光光脈沖寬度、脈沖能量、重復(fù)頻率等參數(shù)不同，使擴散時間、深度也不相同。2.簡述激光焊接的優(yōu)缺點。答：激光焊接優(yōu)點：（1）熱輸入量小，深度比大，因此熱影響區(qū)小，工件收縮和變形較小。（2）焊接具有連續(xù)性和可重復(fù)性。（3）焊道窄并表面質(zhì)量好，焊縫強度高。（4）對于準(zhǔn)確定位的焊縫易于實現(xiàn)自動化。(5,)可實

8、現(xiàn)異種材料的焊接。(6,)激光束控制比較靈活，柔性大，能夠焊接其他焊接方法難以達到的位置。(7,)焊接速度通常比其他焊接工藝快。（8）某些情況下可減少后處理工序。缺點：（1） 焊接淬硬材料時已形成硬脆接頭。（2） 合金元素的蒸發(fā)會導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)氣孔和咬邊。（3） 相對于其他焊接工藝成本較高。（4） 對工件的裝配、夾持及激光束的精確調(diào)整要求相對較高。3.列舉出影響激光焊接質(zhì)量的參數(shù)。答：光束特性:激光能量（脈沖或連續(xù)）、光斑尺寸和模式、偏振、波長。焊接特性：焊接速度、聚焦位置、接頭幾何尺寸、間隙。保護特性：保護氣成分、保護方式、壓力、流速。材料特性：材料成分、表面狀態(tài)。4.激光焊接在工業(yè)中的應(yīng)用。

9、答：激光焊接在工業(yè)中的主要應(yīng)用激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。20世紀(jì)70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出現(xiàn)，開辟了激光焊接的新領(lǐng)域。獲得了以小孔效應(yīng)為理論基礎(chǔ)的深熔焊接，在機械、汽車、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域獲得了日益廣泛的應(yīng)用。與其它焊接技術(shù)相比，激光焊接的主要優(yōu)點是：1、速度快、深度大、變形小。2、能在室溫或特殊條件下進行焊接，焊接設(shè)

10、備裝置簡單。例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接。3、可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對異性材料施焊，效果良好。4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時，深寬比可達5：1，最高可達10：1。5、可進行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑，且能精確定位，可應(yīng)用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。6、可焊接難以接近的部位，施行非接觸遠距離焊接，具有很大的靈活性。尤其是近幾年來，,在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù)，使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。7、激光束易實現(xiàn)光束按時間與空間分光，能進

11、行多光束同時加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。但是，激光焊接也存在著一定的局限性：1、要求焊件裝配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因為激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊縫窄，為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求，很容易造成焊接缺憾。2、激光器及其相關(guān)系統(tǒng)的成本較高，一次性投資較大。5按照要求焊接金屬板材，出具報告。二、任務(wù)計劃、實施及檢查、評估激光焊接知識準(zhǔn)備:金屬板材的激光焊接原理、激光焊接機基本操作、激光焊接的安全操作規(guī)程、焊接程序的編程/錄入/調(diào)試方法、工藝參數(shù)選擇/更改方法、激光焊接質(zhì)量分析評估方法；了解激光焊接機工作性能和金屬板材激光加工特性

12、，分析評估加工的可行性。1.任務(wù)計劃及決策（1）小組討論、確定工作（學(xué)習(xí)）計劃；（2）焊接圖案內(nèi)容的討論、確定；（3）激光焊接工藝方案的討論和初步確立。2.任務(wù)實施準(zhǔn)備（1）焊接程序的編程、錄入及調(diào)試；（2）按初步確立的工藝方案選擇焊接參數(shù)；（3）用邊角余料進行試焊，評估焊接質(zhì)量，調(diào)節(jié)焊接參數(shù)相應(yīng)調(diào)試加工程，往復(fù)進行直至達到符合要求的加工效果。（4）領(lǐng)用工具及材料。3.任務(wù)實施及檢查（1）金屬板材工件的裝夾；（2）激光器準(zhǔn)備；（3）完成金屬板材工件的焊接加工；（4）觀察加工結(jié)果；（5）調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，提高加工質(zhì)量；（6）文明生產(chǎn)。工作完畢，清理機床，檢查整理工具、設(shè)備，是否遺落或損壞，如有遺失或

13、損壞應(yīng)向指導(dǎo)教師說明原因。金屬板材激光焊接加工報告1.加工樣品材料：不銹鋼2.加工類型：焊接3.加工要求：將從中縫切割開不銹鋼板材焊接起來，并記錄參數(shù)。4.加工詳細記錄使用機型以及配置：,LWY,200C,激光焊接機激光物質(zhì),Nd3+:YAG晶體,激光波長,1.064um最大激光輸出功率,200W,脈沖寬度,0.2-20ms連續(xù)可調(diào)重復(fù)頻率,0-150Hz連續(xù)可調(diào),電壓范圍,三相AC380V±10%電源最大輸入功率,8KW,最大脈沖能量,50J焊接圖案編輯（圖片）：激光波形：材料參數(shù)（溫度20）：,1000C(W/m.0C)140014200C焊接參數(shù)設(shè)置：6.,焊接效果圖片7任務(wù)評

14、估與討論：（1）影響金屬板材激光焊接的加工質(zhì)量主要工藝因素有哪些，有些什么影響?答：激光能量（脈沖或連續(xù)）、光斑尺寸和模式、偏振、波長。焊接速度、聚焦位置、接頭幾何尺寸、間隙。保護氣成分、保護方式、壓力、流速，材料成分、表面狀態(tài)。（2）評價一下你所在小組及你在小組中的表現(xiàn)。如果這是你在本學(xué)習(xí)領(lǐng)域的第一個工作（學(xué)習(xí)）任務(wù)，請你談?wù)剬@種學(xué)習(xí)方式的感想。如果這是你的第四個工作（學(xué)習(xí)）任務(wù)，請你再次談?wù)剬@種學(xué)習(xí)方式的感想，與剛開始時比較有何變化。整體上來說，我們小組每個成員對金屬焊接的操作流程都很熟悉，大家的任務(wù)都能按時完成，并且焊接效果還不錯。在小組中，我按照老師的要求，把兩塊切割過的金屬材料板

15、焊接上，并協(xié)助我們小組的成員一起完成兩塊切割過的金屬材料板焊接，任務(wù)完成得還比較讓我滿意。如果這是我在本學(xué)習(xí)領(lǐng)域的第一個工作（學(xué)習(xí)）任務(wù)，我認(rèn)為這種方式能夠充分調(diào)動大家的積極性和主動性，而且能夠提高自己的實際動手操作能力。在學(xué)習(xí)操作過程中有不明白的，小組成員之間可以相互交流把問題搞明白，這樣更能提升團隊的合作及解決問題的能力。如果這是我的第四個工作（學(xué)習(xí)）任務(wù)，,對于這種學(xué)習(xí)方式，我體會到它鍛煉了個人與其它團隊成員之間的溝通及合作能力，培養(yǎng)了成員在一個團隊里共同解決問題，完成任務(wù)的思想意識。與剛開始比較變化最明顯的是每個人在團隊里顯得更加親切，組員與組員之間合作的意識和想法更加突顯。（3）說明

16、一下你在實施項目中執(zhí)行“5S”情況。如果這是你的第一個任務(wù)，請說明“5S”的具體含義。在金屬板材料的焊接項目實施中，我將焊接后的物料及完成好的工件等立即清理出操作作臺，確保無雜物，行道通暢，提高其它小組成員完成任務(wù)的工作效率，減少磕碰的機會，提高了組員們的學(xué)習(xí)工作效率。任務(wù)完成后，我和幾位組員按要求對設(shè)備操作平臺進行了清理與整理，對設(shè)備周圍的地面進行清掃，把學(xué)習(xí)工作場所打掃干凈，營造一個良好的環(huán)境。5S”是整理（Seiri）、整頓（Seiton）、清掃（Seiso）、清潔（Seiketsu）和素養(yǎng)（Shitsuke）（一）整理,把要與不要的人、事、物分開，再將不需要的人、事、物加以處理，這是開

17、始改善生產(chǎn)現(xiàn)場的第一步。要點是對生產(chǎn)現(xiàn)場的現(xiàn)實擺放和停滯的各種物品進行分類，區(qū)分什么是現(xiàn)場需要的，什么是現(xiàn)場不需要的；其次，對于現(xiàn)場不需要的物品，諸如用剩的材料、多余的半成品、切下的料頭、切屑、垃圾、廢品、多余的工具、報廢的設(shè)備、工人的個人生活用品等，要堅決清理出生產(chǎn)現(xiàn)場，這項工作的重點在于堅決把現(xiàn)場不需要的東西清理掉。對于車間里各個工位或設(shè)備的前后、通道左右、廠房上下、工具箱內(nèi)外，以及車間的各個死角，都要徹底搜尋和清理，達到現(xiàn)場無不用之物。堅決做好這一步，是樹立好作風(fēng)的開始。日本有的公司提出口號：效率和安全始于整理！,整理的目的是：改善和增加作業(yè)面積；現(xiàn)場無雜物，行道通暢，提高工作效率；減少

18、磕碰的機會，保障安全，提高質(zhì)量；消除管理上的混放、混料等差錯事故；有利于減少庫存量，節(jié)約資金；改變作風(fēng)，提高工作情緒。,（二）整頓,把需要的人、事、物加以定量、定位。通過前一步整理后，對生產(chǎn)現(xiàn)場需要留下的物品進行科學(xué)合理的布置和擺放，以便用最快的速度取得所需之物，在最有效的規(guī)章、制度和最簡捷的流程下完成作業(yè)。,整頓活動的要點是：物品擺放要有固定的地點和區(qū)域，以便于尋找，消除因混放而造成的差錯；物品擺放地點要科學(xué)合理。例如，根據(jù)物品使用的頻率，經(jīng)常使用的東西應(yīng)放得近些（如放在作業(yè)區(qū)內(nèi)），偶而使用或不常使用的東西則應(yīng)放得遠些（如集中放在車間某處）；物品擺放目視化，使定量裝載的物品做到過目知數(shù)，擺放不同物品的區(qū)域采用不同的色彩和標(biāo)記加以區(qū)別。,生產(chǎn)現(xiàn)場物品的合理擺放有利于提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，保障生產(chǎn)安全。這項工作已發(fā)展成一項專門的現(xiàn)場管理方法定置管理（其內(nèi)容將在第三節(jié)中進一步介紹）。,（三）清掃,把工作場所打掃干凈，設(shè)備異常時馬上修理，使之恢復(fù)正常。生產(chǎn)現(xiàn)場在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生灰塵、油污、,鐵屑、垃圾等，從而使現(xiàn)場變臟。臟的現(xiàn)場會使設(shè)備精度降低，故障多發(fā)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，使安全事故防不勝防；臟的現(xiàn)場更會影響人們的工作情緒，使人不愿久留。因此，必須通過清掃活動來清除那些臟物，創(chuàng)建