米巴赫激光焊机冷却水系统分析

发表时间:2020/8/4   来源:《科学与技术》2020年3月第7期   作者:王超
[导读] MIEBACH激光焊机安装、使用在冷轧酸洗机组入口段
        摘要:MIEBACH激光焊机安装、使用在冷轧酸洗机组入口段,用以将前后两卷带钢的尾部及头部焊接起来,实现无头轧制。制造商—米巴赫(MIEBACH),型式—HSL19。米巴赫激光焊机的特点:结构轻巧紧凑;采用了稳定性很高的激光发生器;激光发生器安装在焊机本体的“C”架上,激光输出光路固定且传输距离短;激光传输至激光聚焦点仅设有2个铜质镀膜的反光镜;焊接过程中用特殊的导向系统LPS实现带钢精确对中;设有焊前预热和焊后退火装置。且其工艺过程是与焊接同时进行的;设有自动的切头输出装置;与传统的闪光对焊机相比不需要容量较大的变压器和绝缘;实现了全自动程序控制;采用了先进的焊接过程和焊接质量监控系统。
        关键词:米巴赫激光焊机;冷却水系统
        引言
        本文主要对宝钢宝日汽车板厂激光焊机的冷却水循环系统进行较为详细的分析,有助于对焊机设备的深入认识和该部分装置的具体故障分析,减少设备故障率,提高机组设备运行效率。
        一、米巴赫激光焊机的概述
        米巴赫激光焊机使用冷却水有两个回路,一路是供应给激光源冷却和焊接外光路镜子冷却用的大冷却水单元;另一路是供应给预加热/后退火感应加热装置的小冷却水单元。水是保证激光焊机正常工作的前提和保障,保证了水质和供水装置的状态,可以避免50%以上的焊机故障的发生,所以水是焊机稳定运行的重要因素.
        米巴赫激光焊机激光源的冷却水用来冷却共振器、开关柜、射频发生器和系统设备的其它光学元件。其中也分有两条回路,铜冷却回路和铝冷却回路。铝冷却回路通过与来自铜回路的水进行热交换的方式实现冷却,所以铝冷却回路的水温比铜冷却回路的水温约高3℃。
        二、激光焊机冷却水的要求
        1、标准:
        ·DINISO3696,质量等级3(或更好)
        ·ASTMD1193-91,类型4(或更好)
        2、注意事项:
        ·存储时间不可太长。
        ·只能存储在适当的干净的塑料容器中。
        ·冷却水不要放在有杂物的地方,在有污渍、气味的地方和阴暗的地方存储的水不能用作冷却水。
        ·配备专用的泵、水管和其它辅助设备。

3、冷却水电导率要求:


       
        三、防腐剂要求
        激光焊机配备的标准冷却装置是按照激光源连续运行的模式要求设计的。冷却装置性能良好的条件之一是有效的防腐蚀保护,它可以避免因发生腐蚀现象而阻碍冷却系统的热交换性能。
        ·对于铜回路和铝回路采用独立的系统。
        ·在冷却装置的冷却回路中,与冷却水接触的物质要正确选择。
        ·冷却水添加剂要符合说明。
        四、冷却系统技术指标
        激光器规格         ISTRU36/44
        流量               [l/min]=42
        温度               [oC]<35
        水的指标           机械清洗,化学上呈中性pH值<8,硬度<8°
                                         DH电导率最大值为200μS/cm
        供水连接器          1×流入,1×流出,胶管1″
        工作的压强[bar]     4(在排水口没有后压力)
        最大允许压强[bar]   6
        环境空气温度[oC]    <35
        露点温度            <冷却水的温度
五、关于冷却系统露点的要求
        冷却水的温度必须比露点温度高。否则,当该单元关闸的时候,在冷却水软管处将发生冷凝。当该单元重新开闸时,电压电弧将毁坏设备。
六、维护经验
        以C402激光焊机为例,逐一简述平时的注意事项:
        1、水路中第1页,为小冷却柜(预热/退火用),原件都在小冷却柜上,出水管上有一个Y型过滤器,需定期清洗,保证其清洁。
        2、水路中第2页,为预加热/后退火装置上的水路(每个单元回路中标注了:控制单元、振荡单元、变压器、感应头这4个水流量传感器,所以一共有8个流量传感器)。
        其中控制单元(位于控制柜的背面)和振荡单元(位于焊机小车前端的两个白色电气箱)它们的流量信号进入激光源的控制模块,其流量读数可以在柜子的液晶面板上查看。这两个流量传感器的边上也有Y型过滤器,需定期清洗,保证其清洁。
        变压器、感应头的流量传感器在焊接小车的退火感应头与振荡单元之间的狭小空间内,其流量信号接到了激光焊机焊接小车尾部的端子箱里。
        流量计设定标准:
        控制单元    12L/min   
        振荡单元    4.5L/min
        变压器    9.5L/min
        感应加热头    5.5L/min
        3、水路中第3页,为供应给激光源冷却和焊接外光路镜子冷却用的大冷却水单元。水分别供应给激光源控制柜(冷却升压变压器和整流二极管)、激光源谐振器、外光路镜子。此冷却单元的水质,需根据通快的要求进行控制,电导率及PH值定期检测。
        此回路是激光源正常工作的前提与保证,水路上有一个105/135μm的过滤器,要求定期清洗,保证其内部清洁,该过滤器上的压力表不低于4.5Bar。在激光源控制柜(焊机入口DS侧地面)和激光源谐振器(焊接小车平台上)的回水管处均有圆柱状的水流量指示器。
        外光路的水流量开关(位于焊接小车平台上)。图纸设定为3.5L/min,在这个流量开关旁,有一个可直观查看水流情况的玻璃半球观察器,内有叶轮,有水流动时叶轮转动,水流越快转得越快。
        七、结语
        基于以上经验,请定期使用电子点温仪,测量一下水箱的实际水温,和冷却柜的面板水温是否相符。如果不符,相差较小的话可以在温度设定控制中的参数进行补偿调整。偏差大的话,说明温度传感器已经坏了,需更换。
        面板调节方法:(长按PRG,会出现P1,用∧、∨选到P14;短按SEL进入,未补偿过的话显示0.0。根据你用电子点温仪实测和面板显示的偏差进行补偿,原则:实测>显示,就加,用∧;实测<显示,就减,用∧。补偿设好后,再短按SEL,显示回到P14,再短按PRG就可返回到水温显示值。)
        确保两台冷却单元工作状态,与空调维护加强沟通,每日观察制冷工作状况,一般温度设定在25度时,其在25.5度开始制冷,通常情况下大冷却回路水柜在1~2分钟内可以降到24.5以下,小冷却回路水柜在3~5分钟也能达到目标。若压缩机长时间工作,水温仍然不下降或下降缓慢,说明冷却单元制冷效果变差,请空调维护查明原因及时处理。通常为制冷回路流量低了,或者制冷回路有堵,若不及时处理,会出现制冷回路低压报警或压缩机过载。
        大冷却柜的散热片过滤网请定期更换,夏天频度每月,冬天一个季度即可。过滤网为无纺布。过滤网过脏的话,冷却单元会出现制冷回路冷却介质高压报警而造成制冷单元停机,进而会导致焊机故障停机。
        参考文献:
        [1]杨赛丹;方敏;柯重建;吴瑞珉;激光焊接质量检测的结果分析[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
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