CN112620257A - 一种高压开关壳体用激光清洗设备及清洗方法 - Google Patents

一种高压开关壳体用激光清洗设备及清洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压开关壳体用激光清洗设备，包括清洗机、激光输出头以及冷水设备，所述冷水设备通过冷却循环水管与清洗机连接；所述清洗机上安装有激光器、控制屏、控制板以及激光器电源。所述控制屏、激光器分别与控制板电连接，激光器电源与激光器电连接，所述器通过光纤与激光输出头连接。以及利用该设备的激光清洗方法。本发明可以实现铝合金螺旋管焊接在焊接过程中自动根据环境温度及湿度调整当前激光清洗设备的功率，以达到提高焊接质量的目的。

Description

一种高压开关壳体用激光清洗设备及清洗方法
技术领域
本发明涉及激光清洗技术领域，特别涉及一种高压开关壳体用激光清洗设备及清洗方法。
背景技术
随着激光技术的发展，激光清洗技术由于其绿色安全对环境友好而被广泛推广应用。激光清洗技术是利用高功率密度作用于工件表面，使工件表面污物、氧化物或涂层瞬间膨胀或气化而剥离工件表面，且不损伤基材，
铝合金螺旋焊管是以铝合金板材为原料，利用专用设备将板材按预定的螺旋线角度（成型角）卷成管坯并通过连续焊接成形。其生产主要包括开卷、矫平、铣边、焊前清理、螺旋成型、内外侧焊接、切断、下线、X射线/超声检测等工序，由自动化生产线完成。实际生产过程中，高温高湿环境会严重影响铝合金螺旋焊管焊接质量，这也是铝合金焊接的行业难题。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高压开关壳体用激光清洗设备及清洗方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高压开关壳体用激光清洗设备，包括清洗机、激光输出头以及冷水设备，所述冷水设备通过冷却循环水管与清洗机连接；所述清洗机上安装有激光器、控制屏、控制板以及激光器电源，所述控制屏、激光器分别与控制板电连接，激光器电源与激光器电连接，所述激光器通过光纤与激光输出头连接。
所述激光输出头上还安装有探伤仪和温湿度变送器，该探伤仪和温湿度变送器分别通过屏蔽通讯电缆与控制板电连接。
所述探伤仪与激光输出头的中心位置平齐。
所述激光器的内部安装有光功率传感器，所述光功率传感器与控制板电连接。
所述激光器的内部安装有Q声光调制器，所述Q声光调制器与控制板电连接。
一种高压开关壳体用激光清洗方法包括以下步骤：
步骤一，启动冷水设备，打开冷水设备，水开始循环，直到水温达到冷水设备设定温度T1；
步骤二，启动清洗机，打开清洗机总开关，控制屏、光功率传感器、Q声光调制器、温湿度变送器、探伤仪、激光器电源通电，通过控制屏对清洗机的参数进行设置；
步骤三，运行清洗机，输出激光进行清洗；点击控制屏上的出光按钮，激光器根据环境温湿度条件开始工作；
步骤四，探伤仪对经过激光处理完后且焊接完毕的焊缝进行探伤，并将探伤数据发送给主控板，当探测到气孔数量大于设定的数值N时即视为不合格；
步骤五，当控制板判定探伤仪探测结果为不合格时，控制板会先提高输出的激光的单脉冲能量，若探伤数据合格则按照当前参数进行工作，若不合格，则自动升高激光器的功率，直至探伤合格。
所述步骤二中设定的参数包括激光器的功率，重复频率，扫描线宽
所述步骤三中激光器与环境温室度的关系为，温湿度变送器自动采集焊缝周围空气的温度T1和湿度φ1传送至控制板，并将T1、φ1分别与设定的温度T0和湿度φ0进行比较，当T1大于T0且φ1大于φ0时，激光器开始工作输出激光；对焊缝进行预热及清洗处理，探伤探伤仪对经过激光处理完后焊接完毕的焊缝进行探伤，并将探伤数据发送给主控板，当探测到气孔数量大于设定的数值N时即视为不合格，当控制板判定探伤仪探测结果为不合格时，控制板会先提高输出的激光的单脉冲能量，若探伤数据合格则按照当前参数进行工作，若不合格，则自动升高激光器的功率，直至探伤合格。
所述冷水设备设定温度T1依据激光器的最佳工作温度设定。
所述激光器的输出功率的设定值为激光器最大输出功率的0%-100%，所述重复频率的设定范围为5khz-50khz；所述扫描线宽的设定范围为1cm-10cm。
本发明具有以下技术效果：
本发明可以实现铝合金螺旋管焊接在焊接过程中自动根据环境温度及湿度及探伤情况调整当前激光清洗设备的功率，以达到提高焊接质量的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的结构示意图。
图中，1-清洗机,2-控制屏,3-激光器,31-光功率传感器，32-Q声光调制器,4-管线包，5-激光输出头，6-温湿度变送器，7-探伤仪，8-工件，9-控制板，10-激光器电源，11-冷水设备。
具体实施方式
附图1为本发明的一种具体实施例。该实施例提供了高压开关壳体用激光清洗设备及清洗方法。该清洗设备包括清洗机1、激光输出头5以及冷水设备11，冷水设备11通过冷却循环水管与清洗机1连接；清洗机1内安装有激光器3，激光器3的内部安装有光功率传感器31以及Q声光调制器。光功率传感器31用于测定激光器3的输出功率，激光器3内部的激光经过反射镜后，会有部分光透过，这部分光打在光功率传感器31上即可产生一定电压，经过放大和AD转换，计算出此时的激光功率，功率值反馈给激光清洗控制板9；Q声光调制器32与控制板9电连接，用于调节激光器3输出激光的扫描频率。
在清洗机1上还安装有控制屏2、控制板9以及激光器电源10，控制屏2、激光器3分别与控制板9电连接，激光器电源10与激光器3电连接。激光器3通过光纤与激光输出头5连接，激光器3产生的激光通过输出头可以输出作用于工件表面。在激光输出头5上还安装有探伤仪7和温湿度变送器6，该探伤仪7和温湿度变送器6分别通过屏蔽通讯电缆与控制板9电连接，这些屏蔽通讯电缆安装在管线包4内；温湿度变送器6用来采集工件周围空气的温度和湿度，探伤仪7与激光输出头5的中心位置平齐，当激光清洗完并焊接完毕后探伤仪会对其进行探伤，并将探伤数据发送给控制板。
前述的控制屏2、探伤仪7、控制板9、激光器电源10均与清洗机总开关电连接。
冷水设备11通过冷水管路为激光器降温。
利用上述设备的清洗方法如下：
首先，启动冷水设备11，打开冷水设备11，水开始循环，直到水温达到冷水设备设定温度T1。根据激光器3的最佳工作的水温T1,为冷水设备设定工作水温为T1，精度为±0.5℃；当水温低于T1-0.5℃，冷水设备11会进行升温，即为水加温；当水温高于T1+0.5℃，冷水设备11进行制冷，对水进行降温，始终将水温控制在T1±0.5范围内，保证激光器3的最佳工作水温。
然后，启动清洗机，打开清洗机总开关，控制屏2、光功率传感器31、Q声光调制器32、温湿度变送器6、探伤仪7、激光器电源10上电，通过控制屏2对清洗机的参数进行设置，参数包括激光器的功率，重复频率，扫描线宽（1cm-10cm）；其中设备功率的设定方式为，将激光器3的输出功率的设定值为激光器3额定最大输出功率的0%-100%；重复频率当输出功率一定时，重复频率决定了输出激光的单脉冲能量，设置重复频率为F，那么单脉冲能量为W1/F，该重复频率的设定范围为5khz-50khz，由Q声光调制器32决定，功率/频率等于单脉冲能量，单脉冲能量越高，清洗效果越好；扫描线宽为激光输出头5所输出的激光的线宽的长度，可通过这个参数进行调节，焊缝的宽度为H1，那么设定扫描线宽为H1，H1的范围为1cm-10cm 。
然后运行清洗机1，输出激光进行清洗；点击控制屏2上的出光按钮，激光清洗设备开始工作，温湿度变送器6自动采集焊缝周围空气的温度T1和湿度φ1传送至控制板9，并将T1、φ1分别与设定的温度T0和湿度φ0进行比较，当T1大于T0且φ1大于φ0时，激光器3开始工作输出激光，对焊缝进行预热及清洗处理。
然后进行探伤，探伤仪对经过激光处理完后焊接完毕的焊缝进行探伤，并将探伤数据发送给主控板，当探测到气孔数量大于设定的数值N时即视为不合格。
进项参数调整，当控制板判定探伤仪探测结果为不合格时，这时控制板会先调整输出的激光的单脉冲能量（W1/F），即将重复频率自动降低，探伤数据合格则按照当前参数进行工作，若不合格，则自动升高激光器的功率，即控制板通过调整激光器电源10的电流对激光器的功率进行调整的，如此重复直至探伤合格。

Claims (10)

1.一种高压开关壳体用激光清洗设备，其特征在于：包括清洗机（1）、激光输出头（5）以及冷水设备（11），所述冷水设备（11）通过冷却循环水管与清洗机（1）连接；所述清洗机（1）上安装有激光器（3）、控制屏（2）、控制板（9）以及激光器电源（10）；所述控制屏（2）、激光器（3）分别与控制板（9）电连接，激光器电源（10）与激光器（3）电连接，所述器（3）通过光纤与激光输出头（5）连接。
2.根据权利要求1所述的高压开关壳体用激光清洗设备，其特征在于：所述激光输出头（5）上还安装有探伤仪（7）和温湿度变送器（6），该探伤仪（7）和温湿度变送器（6）分别通过屏蔽通讯电缆与控制板（9）电连接。
3.根据权利要求2所述的高压开关壳体用激光清洗设备，其特征在于：所述探伤仪（7）与激光输出头（5）的中心位置平齐。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的高压开关壳体用激光清洗设备，其特征在于：所述激光器（3）的内部安装有光功率传感器（31），所述光功率传感器（31）与控制板（9）电连接。
5.根据权利要求4所述的高压开关壳体用激光清洗设备，其特征在于：所述激光器（3）的内部安装有Q声光调制器（32），所述Q声光调制器（32）与控制板（9）电连接。
6.一种高压开关壳体用激光清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，启动冷水设备（11），打开冷水设备（11），水开始循环，直到水温达到冷水设备设定温度T1；
步骤二，启动清洗机，打开清洗机总开关，控制屏（2）、光功率传感器（31）、Q声光调制器（32）、温湿度变送器（6）、探伤仪（7）、激光器电源（10）上电，通过控制屏（2）对清洗机的参数进行设置；
步骤三，运行清洗机（1），输出激光进行清洗；点击控制屏（2）上的出光按钮，激光器根据环境温湿度条件开始工作；
步骤四，探伤探伤仪对经过激光处理完后焊接完毕的焊缝进行探伤，并将探伤数据发送给主控板，当探测到气孔数量大于设定的数值N时即视为不合格；
步骤五，当控制板判定探伤仪探测结果为不合格时，控制板会先提高输出的激光的单脉冲能量，若探伤数据合格则按照当前参数进行工作，若不合格，则自动升高激光器的功率，直至探伤合格。
7.根据权利要求6所述的高压开关壳体用激光清洗方法，其特征在于：所述步骤二中设定的参数包括激光器的功率，重复频率，扫描线宽，激光器输出时的温度T0和湿度φ0，以及气孔数量N。
8.根据权利要求6所述的高压开关壳体用激光清洗方法，其特征在于：所述步骤三中激光器与环境温湿室度的关系为，温湿度变送器自动采集焊缝周围空气的温度T1和湿度φ1传送至控制板，并将T1、φ1分别与设定的温度T0和湿度φ0进行比较，当T1大于T0且φ1大于φ0时，激光器开始工作输出激光，对焊缝进行预热及清洗处理，探伤探伤仪对经过激光处理完后焊接完毕的焊缝进行探伤，并将探伤数据发送给主控板，当探测到气孔数量大于设定的数值N时即视为不合格；当控制板判定探伤仪探测结果为不合格时，控制板会先提高输出的激光的单脉冲能量，若探伤数据合格则按照当前参数进行工作，若不合格，则自动升高激光器的功率，直至探伤合格。
9.根据权利要求6所述的高压开关壳体用激光清洗方法，其特征在于：所述冷水设备设定温度T1依据激光器的最佳工作温度设定。
10.根据权利要求6所述的高压开关壳体用激光清洗方法，其特征在于：所述激光器的输出功率的设定值为激光器最大输出功率的0%-100%，所述重复频率的设定范围为5khz-50khz；所述扫描线宽的设定范围为1cm-10cm。
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