Метод фокусировки лазерной сварки

Лазерная сваркаметод фокусировки

Когда лазер соприкасается с новым устройством или проводится новый эксперимент, первым шагом должна быть фокусировка. Только определив фокальную плоскость, можно правильно установить другие параметры процесса, такие как величина расфокусировки, мощность, скорость и т. д., чтобы получить четкое представление о процессе.

Принцип фокусировки заключается в следующем:

Во-первых, энергия лазерного луча распределяется неравномерно. Из-за формы песочных часов по бокам фокусирующего зеркала энергия наиболее сконцентрирована и сильна в области перетяжки. Для обеспечения эффективности и качества обработки, как правило, необходимо определить фокальную плоскость и отрегулировать расстояние расфокусировки относительно неё. Если фокальная плоскость отсутствует, дальнейшие параметры обсуждаться не будут, а при отладке нового оборудования также следует сначала определить точность фокальной плоскости. Поэтому определение фокальной плоскости — это первый урок в лазерной технике.

Как показано на рисунках 1 и 2, характеристики глубины фокусировки лазерных лучей с разной энергией различаются, а также различаются гальванометры и одномодовые и многомодовые лазеры, что в основном отражается в пространственном распределении возможностей. Некоторые из них относительно компактны, в то время как другие относительно узки. Поэтому для разных лазерных лучей существуют разные методы фокусировки, которые обычно делятся на три этапа.

Рисунок 1. Схематическое изображение глубины резкости различных световых пятен.

Рисунок 2. Схематическое изображение глубины резкости при различном увеличении.

Размер направляющего пятна на разных расстояниях

Метод наклона:

1. Во-первых, определите приблизительный диапазон фокальной плоскости, направляя световое пятно, и выберите самую яркую и самую маленькую точку направляющего светового пятна в качестве начального экспериментального фокуса;

2. Конструкция платформы, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема оборудования для фокусировки по наклонной линии.

2. Меры предосторожности при диагональных штрихах

(1) Обычно используются стальные пластины, полупроводники мощностью до 500 Вт и оптические волокна мощностью около 300 Вт; скорость может быть установлена ​​на 80-200 мм

(2) Чем больше угол наклона стальной пластины, тем лучше, старайтесь, чтобы он был около 45-60 градусов, и установите середину в фокусе грубого позиционирования с самым маленьким и ярким направляющим световым пятном;

(3) Затем начинайте натягивать, какого эффекта достигает натягивание? Теоретически, эта линия будет симметрично распределена вокруг фокусной точки, и траектория будет проходить процесс увеличения от большого к малому или увеличения от малого к большому с последующим уменьшением;

(4) Полупроводники находят самую тонкую точку, и стальная пластина также станет белой в фокусной точке с явными цветовыми характеристиками, что также может служить основой для определения фокусной точки;

(5) Во-вторых, оптоволокно должно стремиться максимально контролировать обратное микропроникновение, обеспечивая микропроникновение в фокусную точку, указывая, что фокусная точка находится в середине длины обратного микропроникновения. На этом этапе завершается грубое позиционирование фокусной точки, и для следующего шага используется позиционирование с помощью линейного лазера.

Рисунок 5. Пример диагональных линий.

Рисунок 5. Пример диагональных линий на разных рабочих расстояниях.

3. Следующий шаг — выравнивание заготовки, регулировка лазерного луча таким образом, чтобы он совпадал с фокусом, создаваемым световодом (это фокус позиционирования), а затем окончательная проверка фокальной плоскости.

(1) Проверка проводится с использованием импульсных точек. Принцип заключается в том, что искры разлетаются в фокусной точке, и звуковые характеристики очевидны. Существует граничная точка между верхней и нижней границами фокусной точки, где звук значительно отличается от брызг и искр. Записываются верхняя и нижняя границы фокусной точки, а середина является фокусной точкой.

(2) Снова отрегулируйте перекрытие лазерных линий, и фокус будет установлен с погрешностью около 1 мм. Можно повторить экспериментальное позиционирование для повышения точности.

Рисунок 6. Демонстрация эффекта «искрящегося брызга» при различных рабочих расстояниях (величина расфокусировки).

Рисунок 7. Схема импульсной точечной фокусировки.

Существует также метод точечной разметки: он подходит для волоконных лазеров с большей глубиной резкости и значительными изменениями размера пятна в направлении оси Z. Путем постукивания по ряду точек наблюдается тенденция изменения размеров точек на поверхности стальной пластины. При каждом изменении оси Z на 1 мм отпечаток на стальной пластине изменяется от большого к малому, а затем от малого к большому. Самая маленькая точка является фокусной точкой.