Падрабязны агляд лятучых лазерных зварачных галовак

Падрабязны зместЛятучыя лазерныя зварачныя галоўкі

Ён ахоплівае назвы кампанентаў, азначэнні, прынцыпы, параметры праектавання і разлікі па формулах і прымяняецца давысакахуткасная сканіруючая зварка(напрыклад, сістэмы гальванометраў) або дыстанцыйныя зваркі.

1. Склад і вызначэнне лятаючых зварачных лазерных галовак

Лятаючая лазерная зварка (сканіруючая лазерная зварка) рэалізуе дынамічную факусоўку з дапамогай высакахуткасных гальванометраў, якія адлюструюць лазерныя прамяні, і падыходзіць для вялікіх плошчаў івысакахуткасная зваркаЯго асноўныя кампаненты наступныя:

1. Модуль калімацыі прамяня

Каліматар

Функцыя: Пераўтварэнне дывергентнага лазернага выпраменьвання (NA=0,1~0,22), якое выпраменьваецца аптычным валакном, у паралельны прамень.

Асноўныя параметры: фокусная адлегласць fcoll, дыяметр каліміраванага прамяня Dcoll.

Формула：

1.2 Сістэма сканавання гальванаметрам

Гальва-люстэркі па восях X/Y

Функцыя: Змена кірунку светлавога прамяня з дапамогай хуткасных круцільных люстэркаў для дасягнення двухмернага сканавання плоскасці.

Асноўныя параметры: хуткасць сканавання (звычайна ≥10 м/с), дакладнасць паўторнага пазіцыянавання (<±5 мкрад), памер люстэрка (павінен пакрываць дыяметр прамяня Dcoll).

Гальванаметрычны рухавік: серварухавік або гальванаметрычны рухавік з часам водгуку <1 мс.

1.3 Модуль дынамічнай факусоўкі (лінза F-Theta або гальванометр + лінза з плоскім полем)

F-тэта-лінза

Функцыя: Пераўтварэнне вугла адхілення гальванометра ў лінейнае зрушэнне на плоскасці для падтрымання кансістэнцыі фокусу.

Ключавыя формулы:

2. Прынцып працы

Шлях прамяня: Лазер → Каліматар → X-гальванометр → Y-гальванометр → F-тэта-лінза → Паверхня дэталі.

Дынамічная факусоўка:

Калі вугал адхілення гальванометра роўны θ, становішча фокусу (x, y) пераўтвараецца лінзай F-Theta наступным чынам:

3. Асноўныя параметры і формулы праектавання

3.1 Разлік памеру плямы

Дыяметр сфакусаванай плямы d (дыфракцыйная мяжа):

3.2 Дыяпазон сканавання і кут гальванометра

Максімальная далёкасць сканавання L:

3.3 Хуткасць і паскарэнне зваркі

Лінейная хуткасць v

3.4 Глыбіня рэзкасці (DOF)

3.5 Шчыльнасць магутнасці і ўваходная энергія

Шчыльнасць магутнасці I:

Шчыльнасць энергіі E (імпульсная зварка):

4. Аберацыі і аптымізацыя праектавання

4.1 Карэкцыя аберацыі лінзы F-Theta

Скажэнне: Павінна задавальняць умовы r∝θ, а нелінейнае скажэнне павінна быць <0,1%.

Крывіннасць поля: Стварыце плоскае поле з дапамогай груп з некалькіх лінзаў.

4.2 Памылка сінхранізацыі гальванаметра

Затрымка гальванометра X/Y павінна быць <1 мкс, каб пазбегнуць эліптычных плям.

5. Прыклад працэсу праектавання

Патрабаванні да ўваходных дадзеных: дыяпазон сканавання L, памер плямы d, хуткасць зваркі v. Выберыце лінзу F-Theta: вызначце fθ паводле L=2fθtan(θmax).

Разлічыце параметры гальванометра: вуглавая хуткасць ω=v/fθ і праверце працу гальванометра.

Праверка якасці плямы: аптымізацыя аберацый групы лінзаў з дапамогай Zemax/OpticStudio.

6. Меры засцярогі

Тэрмарэгуляванне: гальванаметры і лінзы патрабуюць вадзянога астуджэння пры высокай магутнасці (напрыклад, >1 кВт).

Абарона ад сутыкненняў: гальванаметрам неабходна экстранае тармажэнне, каб пазбегнуць механічнага сутыкнення.

Каліброўка: рэгулярна калібруйце кааксіяльнасць аптычнага шляху (адхіленне <0,05 мм).