Метод фокусування лазерного зварювання

Лазерне зварюванняметод фокусування

Коли лазер контактує з новим пристроєм або проводить новий експеримент, першим кроком має бути фокусування. Тільки знайшовши фокальну площину, можна правильно визначити інші параметри процесу, такі як величина дефокусування, потужність, швидкість тощо, щоб мати чітке розуміння.

Принцип фокусування полягає в наступному:

По-перше, енергія лазерного променя розподілена нерівномірно. Через форму пісочного годинника з лівого та правого боків фокусуючого дзеркала, енергія найбільш концентрована та найсильніша в положенні талії. Для забезпечення ефективності та якості обробки, як правило, необхідно визначити місцезнаходження фокальної площини та налаштувати відстань розфокусування на основі цього для обробки продукту. Якщо фокальної площини немає, подальші параметри не обговорюватимуться, а налагодження нового обладнання також повинно спочатку визначити, чи є фокальна площина точною. Тому визначення місцезнаходження фокальної площини є першим уроком лазерної технології.

Як показано на рисунках 1 та 2, характеристики глибини фокусування лазерних променів з різною енергією відрізняються, а гальванометри та одномодові й багатомодові лазери також відрізняються, що головним чином відображається в просторовому розподілі можливостей. Деякі з них відносно компактні, а інші – відносно тонкі. Тому існують різні методи фокусування для різних лазерних променів, які зазвичай поділяються на три етапи.

Рисунок 1. Схематична діаграма фокусної глибини різних світлових плям

Рисунок 2. Схематична діаграма фокусної глибини при різних збільшеннях

Розмір орієнтирної плями на різних відстанях

Метод нахилу:

1. Спочатку визначте приблизний діапазон фокальної площини, спрямовуючи світлову пляму, та визначте найяскравішу та найменшу точку напрямної світлової плями як початковий експериментальний фокус;

2. Конструкція платформи, як показано на рисунку 4

Рисунок 4. Принципова схема обладнання для фокусування похилою лінією

2. Застереження щодо діагональних ударів

(1) Зазвичай використовуються сталеві пластини, з напівпровідниками потужністю до 500 Вт та оптичними волокнами близько 300 Вт; швидкість може бути встановлена ​​на 80-200 мм.

(2) Чим більший кут нахилу сталевої пластини, тим краще, намагайтеся бути приблизно 45-60 градусів і встановіть середню точку у фокусній точці грубого позиціонування з найменшою та найяскравішою плямою напрямного світла;

(3) Потім почніть натягувати нитку, якого ефекту досягає натягування? Теоретично, ця лінія буде симетрично розподілена навколо фокальної точки, а траєкторія буде проходити процес збільшення від більшої до меншої або збільшення від меншої до більшої, а потім зменшення;

(4) Напівпровідники знаходять найтоншу точку, і сталева пластина також стає білою у фокусній точці з очевидними кольоровими характеристиками, що також може служити основою для визначення місцезнаходження фокусної точки;

(5) По-друге, оптоволоконне обладнання повинно намагатися максимально контролювати заднє мікропроникнення, при цьому мікропроникнення знаходиться у фокальній точці, що вказує на те, що фокальна точка знаходиться посередині довжини заднього мікропроникнення. На цьому етапі грубе позиціонування фокальної точки завершено, і для наступного кроку використовується позиціонування за допомогою лінійного лазера.

Рисунок 5. Приклад діагональних ліній

Рисунок 5. Приклад діагональних ліній на різних робочих відстанях

3. Наступним кроком є ​​вирівнювання заготовки, налаштування лінійного лазера відповідно до фокуса світловода, який є фокусом позиціонування, а потім виконання остаточної перевірки фокальної площини.

(1) Перевірка проводиться за допомогою імпульсних точок. Принцип полягає в тому, що іскри розбризкуються у фокальній точці, і звукові характеристики очевидні. Між верхньою та нижньою межами фокальної точки є гранична точка, де звук суттєво відрізняється від бризок та іскор. Зафіксуйте верхню та нижню межі фокальної точки, а середня точка є фокальною точкою.

(2) Знову відрегулюйте перекриття лінійного лазера, і фокус вже позиціонується з похибкою приблизно 1 мм. Можна повторити експериментальне позиціонування для підвищення точності.

Рисунок 6. Демонстрація розсіювання іскри на різних робочих відстанях (величина розфокусування)

Рисунок 7. Принципова схема імпульсного точкового розподілу та фокусування

Також існує метод крапкового нанесення: підходить для волоконних лазерів з більшою фокусною глибиною та значними змінами розміру плями в напрямку осі Z. Спостерігати за тенденцією змін точок на поверхні сталевої пластини можна торканням ряду точок. Щоразу, коли вісь Z змінюється на 1 мм, відбиток на сталевій пластині змінюється з великого на малий, а потім з малого на великий. Найменша точка є фокусною точкою.