T-CWAN 0106-2024 手持激光焊槍通.用技術(shù)條件

ICS25.160.30CCSJ64團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Generalspecificationforhandheldlaserwe中國焊接協(xié)會發(fā)布發(fā)布IT/CWAN0106—2024 II 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4產(chǎn)品組成 15產(chǎn)品分類 46環(huán)境條件 47主要技術(shù)參數(shù) 48產(chǎn)品安全設(shè)計要求 59試驗 610技術(shù)要求與檢驗方法 711輻射安全的防護(hù)要求 9 913使用說明書要求 10參考文獻(xiàn) 12T/CWAN0106—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由無錫超強(qiáng)偉業(yè)科技有限公司提出。本文件由中國焊接協(xié)會歸口。本文件起草單位：無錫超強(qiáng)偉業(yè)科技有限公司、武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司、深圳市桓日激光有限公司、安徽龍?zhí)姎饪萍加邢薰?、山東光之聚激光科技有限公司、中國焊接協(xié)會焊接設(shè)備分會、光惠（上海）激光科技有限公司、深圳市佳士科技股份有限公司、深圳市麥格米特焊接技術(shù)有限公司、江蘇科鐳激光設(shè)備有限公司、深圳市藍(lán)濂科技有限公司、北京石油化工學(xué)院。本文件主要起草人：李建軍、閆大鵬、蔣峰、閆坤嶺、韓偉、焦向東、李憲政、丁建武、柴勇凱、黃詩源、徐弋達(dá)、陳宗連、李詠梅、劉明峰、楊青峰、游德勝、李新松。1T/CWAN0106—2024手持激光焊槍通用技術(shù)條件本文件規(guī)定了手持激光焊槍的術(shù)語和定義、產(chǎn)品組成、產(chǎn)品分類、環(huán)境條件、產(chǎn)品安全設(shè)計要求、試驗、技術(shù)要求與檢驗方法、輻射安全的防護(hù)要求、銘牌、使用說明書和標(biāo)記。本文件適用于激光額定輸出功率不大于3000W，由操作人員手持操控實施激光焊接作業(yè)的手持激光焊槍（焊接頭）。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB7247.1激光產(chǎn)品的安全第1部分：設(shè)備分類、要求GB/T15175固體激光器主要參數(shù)測量方法GB/T15313激光術(shù)語GB/T15579.1弧焊設(shè)備第1部分：焊接電源GB/T15579.7弧焊設(shè)備第7部分：焊炬（槍）GB/T16855.1機(jī)械安全控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件第1部分：設(shè)計通則T/CWAN0064‖T/CEEIA585手持激光焊機(jī)3術(shù)語和定義GB7247.1、GB/T15313、GB/T15579.1、GB/T15579.7、T/CWAN0064‖T/CEEIA585界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。調(diào)焦管focusingtube安裝在焊槍前端的可更換部件，用于調(diào)節(jié)焦距。3.2噴嘴nozzle安裝在焊槍前端出口處的可更換部件，噴出保護(hù)氣體、引導(dǎo)焊絲并傳遞焊槍可靠接觸工件的信號。3.3光路系統(tǒng)opticalpathsystem即光束的傳遞系統(tǒng)，在手持激光焊槍中實現(xiàn)激光束從光纖頭傳遞到加工工件這一過程的所有部件組成的系統(tǒng)。4產(chǎn)品組成4.1產(chǎn)品組成概述圖1為手持激光焊槍示意圖，按照功能可將其劃分為光路系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、保護(hù)氣體通道三個關(guān)鍵組件及其他組件。2T/CWAN0106—2024標(biāo)引序號說明：1——光路系統(tǒng)；2——冷卻系統(tǒng)接口；3——保護(hù)氣體通道接口。圖1手持激光焊槍示意圖4.2光路系統(tǒng)光路系統(tǒng)，即光束的傳遞系統(tǒng)，圖1中用虛線標(biāo)示出了光束的傳遞路徑。光路系統(tǒng)的組成部件包括將激光束從光纖頭傳遞到加工工件的所有組件。圖2為焊槍結(jié)構(gòu)拆解示意圖。手持激光焊槍的光路系統(tǒng)一般由光纖頭鎖緊機(jī)構(gòu)（示例為QBH接口）、準(zhǔn)直鏡、反射鏡（安裝在振鏡電機(jī)上）、聚焦鏡、保護(hù)鏡、調(diào)焦管和噴嘴組成。3T/CWAN0106—2024標(biāo)引序號說明：1——噴嘴；9——蓄力密封圈；17——振鏡電機(jī)；2——調(diào)焦管；10——聚焦鏡支架；18——光纖頭鎖緊機(jī)構(gòu)；3——螺栓；11——密封圈；19——準(zhǔn)直鏡；4——蓄力密封圈；12——壓圈；20——水管、氣管接口；5——保護(hù)鏡支架；13——聚焦鏡；21——送絲支架；6——保護(hù)鏡；14——焊槍主體；22——手柄。7——壓圈；15——觸發(fā)開關(guān)；8——密封圈；16——反射鏡；圖2手持激光焊槍結(jié)構(gòu)拆解示意圖4.3冷卻系統(tǒng)手持激光焊槍常用的冷卻方式有液冷式（如水冷等）和氣冷式。液冷式（水冷）如圖3a)所示，手持激光焊機(jī)的冷卻系統(tǒng)通過外部管路與焊槍的水管進(jìn)/出口連接，形成閉環(huán)冷卻系統(tǒng)。氣冷式如圖3b)所示，冷卻介質(zhì)（保護(hù)氣體）通過氣體輸入口進(jìn)入焊槍內(nèi)部的保護(hù)氣體通道，經(jīng)噴嘴噴出，保護(hù)焊縫的同時帶走槍體發(fā)熱的熱量。4.4保護(hù)氣體通道如圖3a)和圖3b)所示，保護(hù)氣體通過焊槍上的氣體輸入口進(jìn)入焊槍的保護(hù)氣體通道，最后從噴嘴噴出。標(biāo)引序號說明：1——水管進(jìn)/出口；2——水管出/進(jìn)口；3——?dú)怏w輸入口；4——冷卻通道；5——保護(hù)氣體通道。4T/CWAN0106—2024標(biāo)引序號說明：1——?dú)怏w輸入口；2——保護(hù)氣體通道。圖3手持激光焊槍冷卻通道與保護(hù)氣體通道示意圖4.5其他組件如圖2所示，其他組件主要包括：焊槍主體、手柄、觸發(fā)開關(guān)、送絲支架。注：焊槍的設(shè)計細(xì)節(jié)上存在多樣性，例如雙保護(hù)鏡設(shè)計、準(zhǔn)直鏡采用抽屜式設(shè)計等，在滿足焊槍整體使用功能和檢驗要求的前提下對各部件的設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新均不受本標(biāo)準(zhǔn)約束，本章節(jié)所列示意圖僅用于幫助理解手持激光焊槍的結(jié)構(gòu)與設(shè)計，不作為5產(chǎn)品分類5.1按激光器接口類型按激光器接口類型的不同，可分為QBH手持激光焊槍、QCS手持激光焊槍等。注2：QCS接口：適用于高質(zhì)量（衍射極限）光束傳輸，可5.2按冷卻方式按手持激光焊槍采用冷卻方式的不同，可分為液冷式（如水冷卻）手持激光焊槍、氣冷式（如氬氣冷卻）手持激光焊槍等。5.3按光斑是否擺動按手持激光焊槍光斑是否擺動，可分為直接輸出式手持激光焊槍、擺動式手持激光焊槍6環(huán)境條件應(yīng)符合T/CWAN0064‖T/CEEIA585中規(guī)定的環(huán)境條件要求。7主要技術(shù)參數(shù)5T/CWAN0106—2024手持激光焊槍主要技術(shù)參數(shù)包括：a）外形尺寸（W×D×H），單位：毫米×毫米×毫米（mm×mm×mm）；b）重量，單位：千克（kg）；c）冷卻方式（液冷、氣冷等）；d）光纖接口類型（QBH、QCS等）；e）適用激光波長，單位：納米（nmf）可承受最大激光功率，單位：瓦（Wg）激光傳輸效率，單位：%；h）擺動模式（“點(diǎn)”、“直線”等）；i）擺動幅度，單位：毫米（mmj）擺動頻率，單位：赫茲（Hz）；k）準(zhǔn)直焦距，單位：毫米（mml）聚焦焦距，單位：毫米（mm）。8產(chǎn)品安全設(shè)計要求8.1光路系統(tǒng)8.1.1光纖接入端接頭光纖接入端接頭須設(shè)置異常保護(hù)機(jī)制，接口出現(xiàn)不匹配、松動、接觸不良、損壞等異常時須立即停止出光并發(fā)出示警，異常解除后才可恢復(fù)。8.1.2掃描控制系統(tǒng)對于擺動式手持激光焊槍，掃描控制系統(tǒng)須具備異常保護(hù)機(jī)制，當(dāng)擺動異常時，須立即停止出光，異常解除后才可恢復(fù)。8.1.3光學(xué)鏡片光學(xué)鏡片安全控制應(yīng)符合以下要求：a）對于需要定期保養(yǎng)清潔或更換的鏡片（如保護(hù)鏡、聚焦鏡等），須設(shè)計成容易拆裝的結(jié)構(gòu)，方便日常保養(yǎng)及更換，降低安全隱患；b）須具備對鏡片狀態(tài)的監(jiān)測保護(hù)機(jī)制，當(dāng)鏡片出現(xiàn)危及使用人員安全的異常時，應(yīng)立即停止出光并發(fā)出示警，異常解除后才可恢復(fù)。8.2激光出光控制該控制裝置應(yīng)符合以下要求：a）具備安全回路功能，當(dāng)手持激光焊槍觸點(diǎn)接觸工件時，才具備出光條件；b）手持激光焊槍應(yīng)具有符合GB/T16855.1規(guī)定的3級安全級別要求的觸發(fā)按鈕；c）手持激光焊槍觸發(fā)按鈕應(yīng)具有自動復(fù)位控制裝置，一旦被激活則保持設(shè)備工作狀態(tài)。解除時，它應(yīng)將激光關(guān)閉。d）建議手持激光焊槍具備激光防護(hù)鏡是否佩戴檢測功能，操作者只有佩戴防護(hù)鏡時，才具備出光條件。8.3示警手持激光焊槍及其控制系統(tǒng)或其它外設(shè)裝置應(yīng)至少具備一種報警提示方式（如指示燈、蜂鳴器等當(dāng)設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)因設(shè)備工作異常產(chǎn)生的可能危及人員安全的故障時，應(yīng)立即停止出光并發(fā)出示警。8.4器件管控6T/CWAN0106—2024手持激光焊槍上與激光出光控制、異常保護(hù)相關(guān)的器件應(yīng)具備相應(yīng)的認(rèn)證資質(zhì)（如CCC認(rèn)證、CE認(rèn)證、CQC認(rèn)證等）。9試驗9.1試驗條件應(yīng)符合T/CWAN0064‖T/CEEIA585中規(guī)定的試驗條件要求。9.2測試儀器應(yīng)符合T/CWAN0064‖T/CEEIA585中規(guī)定的對測試儀器的要求。9.3檢驗手持激光焊槍應(yīng)同與其配套的、可能影響試驗結(jié)果的輔助設(shè)備一起進(jìn)行檢驗。檢驗項目如表1所示：表1檢驗項目序號檢驗項目檢驗類別技術(shù)要求與檢驗方法例行檢驗型式檢驗1一般外觀檢查○○2絕緣電阻○○3介電強(qiáng)度○○10.2.24制造廠規(guī)定的功能性試驗○○5密封性-○10.4.36激光相關(guān)性能-○7熱試驗-○8老化試驗-○9一般外觀檢查（測試后恢復(fù)）○○9.4檢驗規(guī)則9.4.1型式檢驗型式檢驗項目須包含表1中型式檢驗包含的所有檢驗項目。型式檢驗的每個項目都應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。每個規(guī)格的焊槍至少要檢驗2把。如初檢不合格，應(yīng)另抽加倍數(shù)量的焊槍進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢全部合格，則認(rèn)為該批產(chǎn)品合格；若復(fù)檢中仍有不合格項目，則判該批焊槍不合格。焊槍在下列情況下應(yīng)進(jìn)行型式檢驗：a）試制的新焊槍；b）焊槍的設(shè)計、工藝或所使用的材料有重大變更，足以影響某些特性和參數(shù)時。9.4.2例行檢驗焊槍的例行檢驗應(yīng)符合以下規(guī)則：a）例行檢驗項目須包含表1中例行檢驗包含的所有檢驗項目；b）例行檢驗的每個項目都應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求；c）每把焊槍出廠前須經(jīng)制造廠檢驗部門進(jìn)行例行檢驗，檢驗合格后方能出廠。7T/CWAN0106—202410技術(shù)要求與檢驗方法10.1一般外觀檢查焊槍的外觀應(yīng)符合以下要求：a）焊槍的外形尺寸、結(jié)構(gòu)、粗糙度、顏色、光亮度等外觀質(zhì)量應(yīng)符合制造廠規(guī)定的出廠標(biāo)準(zhǔn)；b）焊槍上的標(biāo)記應(yīng)清晰端正。檢驗方法：通過目測法和通用測量工具檢查其是否滿足上述要求。10.2絕緣性能10.2.1絕緣電阻焊槍主體和手柄與噴嘴之間的絕緣電阻應(yīng)≥2.5MΩ。焊槍主體和手柄與控制回路（進(jìn)出機(jī)殼的任何回路）之間的絕緣電阻應(yīng)≥2.5MΩ。通過下述試驗測試其合格與否：在室溫下，分別在焊槍手柄與噴嘴、焊槍手柄與控制回路之間施加500V的直流電壓，穩(wěn)定后讀數(shù)。10.2.2介電強(qiáng)度焊槍主體和手柄與噴嘴之間應(yīng)能承受50Hz或60Hz的有效值1500V的工頻交流電壓，歷時1min無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象發(fā)生。焊槍主體和手柄與控制回路之間應(yīng)能承受50Hz或60Hz的有效值1500V的工頻交流電壓，歷時1min無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象發(fā)生。通過下述試驗測試其合格與否：分別在焊槍手柄與噴嘴、焊槍手柄與控制回路之間施加50Hz或60Hz的有效值1500V實際正弦波形電壓，開始施加電壓不超過規(guī)定值的一半，然后在10s內(nèi)上升至滿值，持續(xù)1min，在切斷前迅速降壓。例行檢驗時，采用全電壓，持續(xù)時間≥5s。漏電流設(shè)置為5mA，觀察有無閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象。10.3功能性試驗功能性試驗應(yīng)按照制造廠制定的試驗規(guī)范及出廠檢驗標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。10.4機(jī)械要求10.4.1表面質(zhì)量手持激光焊槍的所有模壓件、金屬加工件的表面應(yīng)清潔光滑，無毛刺、氣孔、夾渣、剝落等缺陷。除必要的刃角外，邊緣應(yīng)有圓角。10.4.2精度焊槍的精度應(yīng)符合以下要求：a）按相同圖樣制造的焊槍零件，在不加任何修正下，都應(yīng)具有互換性；b）所有接觸配合面都應(yīng)密合，不允許有明顯錯位。10.4.3密封性能焊槍的密封性應(yīng)符合以下要求：a）焊槍的氣路應(yīng)在0.1MPa的進(jìn)氣壓力下正常工作，無泄漏現(xiàn)象；b）水冷焊槍的水路應(yīng)在0.2MPa的進(jìn)水壓力下正常工作，無泄漏現(xiàn)象；8T/CWAN0106—2024c）所有光學(xué)器件（除保護(hù)鏡外）應(yīng)處于密閉腔內(nèi)。通過下述試驗測試其合格與否：將焊槍氣路輸出口密封，向焊槍氣路輸入口充入氣體介質(zhì)，并確保氣體壓力達(dá)到0.1MPa。保壓5min，檢查是否有泄漏。將水冷焊槍接至進(jìn)口壓力0.2MPa的水源，堵住出水口，歷時1min，應(yīng)無漏水、滲水現(xiàn)象。試驗也可用相同壓力的氣體進(jìn)行。10.5激光相關(guān)性能10.5.1激光相關(guān)指標(biāo)要求激光相關(guān)指標(biāo)要求應(yīng)符合以下規(guī)定:a）激光焊槍可承受的激光功率≥1.1倍的標(biāo)稱值；b）激光傳輸效率（激光從輸入焊槍到輸出到工件表面）≥95%。10.5.2測試條件進(jìn)行激光相關(guān)性能測試時應(yīng)符合以下測試條件：a）測試環(huán)境條件滿足6的要求；b）多次測量功率時，應(yīng)保證測試環(huán)境一致；c）液體冷卻式焊槍應(yīng)按制造廠規(guī)定的冷卻液體流量連續(xù)通冷卻液。10.5.3激光參數(shù)測量方法應(yīng)按照以下方法和步驟測試激光傳輸效率：a）激光束從光纖頭輸出的功率按照GB/T15175中連續(xù)功率的規(guī)定測量。b）激光束從手持激光焊槍輸出的功率按照GB/T15175中連續(xù)功率的規(guī)定測量。c）手持激光焊槍傳輸效率按照公式（1）計算手持激光焊槍傳輸效率：η=×100%式中：η——手持激光焊槍傳輸效率；P1——激光束從光纖頭輸出的功率，單位為W；P2——激光束從手持激光焊槍輸出的功率，單位為W。10.6熱性能要求10.6.1通用要求設(shè)備在正常或故障條件下工作時，任何部件的溫度，均不應(yīng)造成設(shè)備出現(xiàn)著火危險。對設(shè)備進(jìn)行發(fā)熱試驗，溫度升高應(yīng)滿足10.6.4溫升限值的要求。10.6.2發(fā)熱試驗10.6.2.1試驗條件設(shè)備應(yīng)按照額定負(fù)載持續(xù)率以恒定輸出功率運(yùn)行，周期為（10±0.2）min，以達(dá)到最大發(fā)熱的運(yùn)行條件或位置做試驗。焊槍的夾緊裝置不應(yīng)對試驗結(jié)果有明顯的影響，如散熱因素。液體冷卻式焊槍應(yīng)按制造廠規(guī)定的冷卻液體流量連續(xù)通冷卻液。9T/CWAN0106—2024溫升試驗過程中，電纜軟管組件進(jìn)口處的冷卻液的溫度應(yīng)為環(huán)境溫度加上（10±5）K，壓力為制造廠規(guī)定的最低值。溫升試驗時，應(yīng)在焊槍前合理位置放置激光功率計，以降低激光反射或散射對試驗結(jié)果造成的影響。10.6.2.2試驗參數(shù)的允差輸入到焊槍的激光功率：標(biāo)稱值。10.6.2.3發(fā)熱試驗的持續(xù)時間發(fā)熱試驗應(yīng)進(jìn)行到設(shè)備任何部件溫度上升速率≤2K/h，試驗時間≥60min。10.6.3溫度測量方法按照GB/T15579.1中溫度測量方法的規(guī)定測量。10.6.4溫升限值不管采用何種測量方法進(jìn)行測量，手持激光焊槍應(yīng)滿足：a）手持部位的外表面任何一處的溫升≤10K；b）電纜軟管組件的外表面任何一處的溫升≤40K；c）其它部件的最高溫度不應(yīng)超過其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定最高溫度；d）按照10.6.2規(guī)定進(jìn)行發(fā)熱試驗后，手持激光焊槍的安全性和操作性不應(yīng)降低；任何部位不應(yīng)有任何損壞，如局部熔化、碳化、氣泡、裂縫或龜裂等。注1：對于液冷式焊槍，溫升為正常接通冷卻液，出光工作后溫度達(dá)到熱平衡時的溫度值，與未出光狀態(tài)下溫度達(dá)到熱平衡時的溫度值之差。對于氣冷式焊槍，因焊槍散熱與保護(hù)氣體和環(huán)境溫度溫度保護(hù)）的焊槍，若保護(hù)裝置在焊槍出現(xiàn)危險因素（溫升超標(biāo)）之前動作，應(yīng)看作達(dá)到此項10.7老化焊槍須在10℃~40℃環(huán)境溫度條件下，以額定功率進(jìn)行出光老化試驗，要求至少連續(xù)老化試驗后，焊槍例行檢驗應(yīng)合格。11輻射安全的防護(hù)要求應(yīng)符合T/CWAN0064‖T/CEEIA585中輻射安全的防護(hù)要求。每臺手持激光焊槍上都應(yīng)可靠地安裝或印制標(biāo)記清晰且不易擦除的銘牌。用浸過水的布摩擦銘牌15s，再用浸過汽油的布摩擦15s，目測其合格與否。經(jīng)上述試驗后，標(biāo)記仍應(yīng)清晰可辨，且銘牌應(yīng)不易移動也無卷曲。銘牌上至少應(yīng)標(biāo)明以下內(nèi)容：a）由制造廠提供的產(chǎn)品型號（標(biāo)記）；T/CWAN0106—2024b）產(chǎn)品序列號。注2：由于焊槍槍體尺寸有限，不方便標(biāo)示過多信息，應(yīng)在焊槍出廠包裝上列出詳細(xì)信息，包括制造商、銷售商或進(jìn)口商的名稱和地址，產(chǎn)品型號、序列號及制造信息。槍體銘牌上只需標(biāo)明可供13使用說明書要求除GB7247.1的要求外，手持激光焊槍制造商應(yīng)向用戶提供含有下列信息（若適用）的說明書，用戶可通過閱讀使用說明書，檢查其