激光焊机故障处理与维护

2011年 6月 50 第49卷第3期

武钢技术

WISCOTECHNOLOGY

Jun.2011Vol.49 No.3

激光焊机激光器故障处理与维护

郑三堂

(武汉钢铁股份有限公司设备管理部湖北武汉430083)

摘 要:结合武汉钢铁股份有限公司冷轧、硅钢米巴赫激光焊机的使用情况,简要介绍了激光焊机中的关键部件罗芬激光器直流高压、过流保护、射频谐振电路的电气原理,依据电气原理对几起典型电气故障案例进行分析,以加深电气维护人员对激光焊机原理的掌握,总结出日常维护经验。关键词:激光器;电气原理;故障案例;维护

中图分类号:TG438.4 文献标识码:B 文章编号:1008 4371(2011)03 0050 03

Troublesolutionandmaintenanceoflaserforlaserwelder

ZHENGSan tang

(TheEquipmentManagerialDepartmentofWuhanIron&SteelCo.,Ltd,Wuhan430083,China)

Abstract:ThepresentpaperbrieflydescribestheelectricprinciplesofthekeypartsofthelaserweldersuchastheAChighvoltage,overcurrentprotectionandradiofrequen cyresonatorcircuitsandanalyzesafewtypicalcasesoftheelectrictroublesaccordingtotheelectricalprinciplesinordertodeepentheunderstandingoftheprinciplesofthelaserwelderandsummarizetheexperienceofdailymaintenance.Keywords:laser;electricprinciple;caseoftrouble;maintenance 激光焊机是冷轧、硅钢连续生产线上的关键设备。激光焊机在工作时具有辐射、灼伤的危险。因此人们对其使用、维护易产生畏惧的心理,对其技术的研究掌握也受到了影响。通过收集整理激光焊机故障抢修案例,利用激光器电气原理对此进行分析,总结出日常维护经验,以便更好地保障激光焊机安全、稳定、可靠运行,给企业创造良好效益。

图1为直流高压主回路图。采用双向晶闸管,获得调压软启动效果,输出交流电压400~480V可调。采用升压变压器,提供系统交流高压电源,输出电压达到交流8500V,且有5个分接头(UN+10%、UN+5%、UN、UN-5%、UN-10%)可调。采用三相桥式二极管固定整流,输出直流电压达11000V。每个桥臂的二极管采用3个串联,起分压作用。

图2为过电流保护电路。C1是充电电容,R1~R5是分压电阻,R20~R24是放电电阻,C2是滤波电容,PCB是过电流控制器。

图3为射频谐振电路。C1、C10、C14、C19这4只穿芯电容的作用是抵消线路中的杂散电感对

振荡频率的影响,同时穿芯电容的电极全部与地可靠连接,保证振荡电路工作稳定。射频管V1的控制极G与V2相连,V2导通时射频管V1才有效输出。射频输出在图中的C9处有2个电极输出,说明谐振腔中有2个串联的激光器。激光器工作时其等效电阻经分析计算一般为50~70

1 激光器电气原理

激光器是激光焊机的关键部分,国内目前使用的激光器多为罗芬公司、通快公司、三菱公司的产品。激光器的主要部件是谐振腔。谐振腔是一个密闭的金属容器,内装产生激光的混合性气体CO2、N2及He。激光器的电气原理就是利用高频直流电压进行激励,让CO2气体分子受激辐射产生激光,其电气控制主要由直流高压、过流保护、谐振电路3部分组成。现以罗芬DC040型激光器为例,介绍其主要电气原理。

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第3期郑三堂:激光焊机激光器故障处理与维护 51

。射频谐振电路的又一关键技术就是阻抗匹配技术,即要求振荡电路工作时的阻抗也满足50~70 的条件,输出的功率才最大。射频波可实现

高频幅度调制,因而可高频调制激光的增益和激光输出,该射频振荡电路工作频率最高可达5000Hz

。

图1 直流高压主回

路图

图2 过电流保护电路

2 电气故障案例

2010年8月12日,武汉钢铁股份有限公司(以下简称武钢)某厂的罗芬激光器出现故障。故000V,电流故障信号。此类故障发生后,首先要查电源

部分也就是直流高压主回路是否有故障点,导致整流过程中电压升不上去。

在开关A2断开的情况下对高压部分的元器

52 武钢技术第49卷

图3 射频谐振电路

的二极管整流电路,二极管的正反向电阻都正常。为了进一步确认二极管整流电路没有问题,维修人员将整流桥拆除后放在另一台同型号激光焊机进行通电试验,结果电压正常升至11000V。检查开关A2上端电压为385V,在正常范围内,再检查双向晶闸管的输出端U、V、W的电压是400V,也是正常输出的。检查升压变压器T2,由于是高压设备不便通电测试,只有测试变压器一、二次侧的对地电阻、相间直流电阻。经检查确认,一次侧对地电阻为5M 、相间直流电阻20 ,在正常范围内,二次侧(高压8500V)对地电阻V、W相为5M ,U相只有50k 。对相同的另一台激光焊机的T2进行测量,二次侧U、V、W三相的对地电阻都是5M 。因此,可以断定变压器T2有问题。将变压器T2拆出电气柜后,在T2的U相底部发现了电压击穿点。该变压器使用时间不足1年,又是进口设备中的成套部件,质量应该有保障。初步判断应该是在安装过程中,底部受到撞击让线圈绝缘损坏,使用过程中又多次受到启动冲击,最后绝缘被击穿所至。该变压器制造上采用环氧树脂一次浇注而成,修复拆除十分困难,基本上是一次性使用产品,所以,经多次努力也无法修复该变压器,后在武汉一家激光焊机公司找到了同型号的变压器,才恢复了生产。

2010年9月17日,武钢某厂的罗芬激光器3~输出正常,能正常焊接,但之后激光功率慢慢下降直至不能工作同时有过流报警。从故障现象进行分析:激光能输出而不能保持,说明产生激光的全部初始条件是 …… 此处隐藏：1863字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……