Онколлимационная фокусирующая головкаВ зависимости от сценария применения сварочные головки можно разделить на мощные и средне- и маломощные, при этом основное различие заключается в материале и покрытии линз. Основные наблюдаемые явления – температурный дрейф (высокотемпературный дрейф фокусировки) и потери мощности. Коллимирующая и фокусирующая головка с обычно хорошим температурным дрейфом может контролироваться в пределах 1 мм; почти 2 мм – в пределах 2 мм. Потери мощности в основном относятся к потерям мощности, вызванным попаданием лазерного луча в сварочную головку через головку QBH и последующей защитой линзы снизу. Основная энергия преобразуется в нагрев линзы, что обычно составляет менее 3%, иногда достигает 1%, а иногда превышает 5%. Поэтому эти два параметра являются ключевыми показателями для коллимирующих и фокусирующих головок. Лучше всего измерить их самостоятельно перед использованием или запросить у производителя соответствующие отчеты, чтобы убедиться, что продукт соответствует требованиям промышленного производства на месте.
Классификация коллимированных фокусирующих головок – функциональная классификация
В зависимости от наличия функции качания и типа зеркала (одинарное или двойное) головка может быть разделена на обычную коллиматорную и фокусирующую головку, головку с одинарным маятником и головку с двойным маятником. Они в основном предназначены для удовлетворения различных требований к сценам, при этом траектория двойного маятника будет более сложной и многогранной, чем у одинарного маятника.
Согласно сопоставлениюлазерная системаЕго можно разделить на: (1) двухдиапазонную композитную головку (красный, синий, волоконный полупроводник и т. д.), (2) композитную поворотную головку (одноповоротную) и точечную петлевую головку.
(3)Сварочная головка с точечным кольцевым расположением луча — это относительно новый тип сварочной головки, которая позволяет формировать мощные лазерные лучи в виде круглых или точечных колец за счет управления распределением энергии. По ощущениям она похожа на преобразование мощных лазеров в круглые световые пятна, но отличается. По сравнению с круглыми формами, энергия в центре точечных кольцевых головок недостаточна, а их проникающая способность ограничена. Однако этот простой способ достижения распределения лазерной энергии, аналогичного круглым световым пятнам, с помощью точечных кольцевых головок позволяет добиться низкой стоимости и минимального разбрызгивания. При сварке стали она обладает уникальным преимуществом, связанным с газовой сваркой. Из-за увеличения светового пятна и равномерности плотности энергии она может быть склонна к некачественной сварке высокоотражающих материалов (алюминий, медь).
Коллимированная фокусирующая линза
Для линз, используемых в лазерных системах передачи, материалы можно разделить на два типа: пропускающие и отражающие; коллимирующая фокусирующая линза и защитная линза должны быть изготовлены из пропускающих материалов. Требования: материал должен обладать хорошей пропускающей способностью в рабочем диапазоне волн, высокой рабочей температурой и низким коэффициентом теплового расширения. Как правило, коллимирующая фокусирующая линза изготавливается из плавленого кварца; защитная линза изготавливается из отражающего материала, обычно из стекла K9. Отражающие оптические элементы изготавливаются путем нанесения тонкой пленки высокоотражающего металлического материала на полированные стеклянные или металлические поверхности, и отражение не имеет дисперсии. Поэтому единственной оптической характеристикой отражающих оптических материалов является их отражательная способность для различных цветов света. Требования к материалу покрытия для оптических линз: 1. Стабильная отражательная способность света; 2. Высокая теплопроводность; 3. Высокая температура плавления; Таким образом, даже при наличии загрязнений на слое покрытия чрезмерное поглощение тепла не вызовет растрескивания или возгорания.
Сочетание коллимации и фокусировки в основном влияет на размер пятна: размер пятна лазерного луча является важным параметром, влияющим на качество сканирующей сварки, особенно размер пятна, сфокусированного на поверхности заготовки, напрямую влияет на плотность мощности лазерного луча. При постоянной мощности сканирующего лазера меньший размер пятна позволяет достичь более высокой плотности мощности, что выгодно при сварке металлов с высокой температурой плавления и трудноплавких металлов. В то же время это позволяет получить большее соотношение сторон и удовлетворить определенные особые требования к сварке. Когда температура плавления основного сварочного материала низкая или когда между двумя пластинами во время сварки имеется определенный зазор, часто выбирается больший размер пятна для достижения лучших результатов сварки.
Коллимационная фокусная длина обычно составляет от 80 до 150 мм, а фокусная фокусная длина — от 100 до 300 мм; она в основном зависит от расстояния обработки и размера пятна (плотности энергии), а также от допуска пятна на зазор сварного шва (если пятно слишком маленькое, зазор будет пропускать свет, если слишком большой, и зазор обычно не превышает 30% от диаметра пятна).
Предэксплуатационные испытания коллиматорной фокусирующей головки: проверка коэффициента пропускания; проверка температурного дрейфа.
Дата публикации: 25 марта 2024 г.
