Fokussierungsmethode beim Laserschweißen

LaserschweißenFokussierungsmethode

Wenn ein Laser mit einem neuen Gerät in Kontakt kommt oder ein neues Experiment durchführt, muss der erste Schritt die Fokussierung sein. Nur durch das Finden der Fokusebene können andere Prozessparameter wie Defokussierungsbetrag, Leistung, Geschwindigkeit usw. korrekt bestimmt werden, um ein klares Verständnis zu erhalten.

Das Prinzip der Fokussierung ist wie folgt:

Erstens ist die Energie des Laserstrahls nicht gleichmäßig verteilt. Aufgrund der Sanduhrform auf der linken und rechten Seite des Fokussierspiegels ist die Energie in der Taillenposition am stärksten konzentriert und am stärksten. Um die Effizienz und Qualität der Verarbeitung sicherzustellen, ist es im Allgemeinen erforderlich, die Brennebene zu lokalisieren und den Defokussierungsabstand darauf basierend anzupassen, um das Produkt zu verarbeiten. Wenn keine Brennebene vorhanden ist, werden nachfolgende Parameter nicht besprochen. Beim Debuggen neuer Geräte sollte zunächst auch festgestellt werden, ob die Brennebene korrekt ist. Daher ist die Lokalisierung der Brennebene die erste Lektion in der Lasertechnologie.

Wie in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt, sind die Tiefeneigenschaften von Laserstrahlen mit unterschiedlichen Energien unterschiedlich, und auch die Galvanometer sowie Singlemode- und Multimode-Laser sind unterschiedlich, was sich hauptsächlich in der räumlichen Verteilung der Fähigkeiten widerspiegelt. Einige sind relativ kompakt, andere relativ schlank. Daher gibt es für verschiedene Laserstrahlen unterschiedliche Fokussierungsmethoden, die im Allgemeinen in drei Schritte unterteilt sind.

Abbildung 1 Schematische Darstellung der Brennweite verschiedener Lichtpunkte

Abbildung 2 Schematische Darstellung der Fokustiefe bei verschiedenen Leistungen

Führungsfleckgröße in verschiedenen Entfernungen

Schrägmethode:

1. Bestimmen Sie zunächst den ungefähren Bereich der Brennebene durch Führen des Lichtflecks und bestimmen Sie den hellsten und kleinsten Punkt des Leitlichtflecks als anfänglichen experimentellen Fokus.

2. Plattformkonstruktion, wie in Abbildung 4 dargestellt

Abbildung 4 Schematische Darstellung einer Schräglinienfokussierungsausrüstung

2. Vorsichtsmaßnahmen für diagonale Striche

(1) Im Allgemeinen werden Stahlplatten mit Halbleitern im Bereich von 500 W und optischen Fasern im Bereich von 300 W verwendet; Die Geschwindigkeit kann auf 80–200 mm eingestellt werden

(2) Je größer der Neigungswinkel der Stahlplatte, desto besser. Versuchen Sie, etwa 45–60 Grad zu betragen, und stellen Sie den Mittelpunkt auf den groben Positionierungsbrennpunkt mit dem kleinsten und hellsten Leitlichtpunkt ein.

(3) Beginnen Sie dann mit dem Bespannen. Welchen Effekt erzielt das Bespannen? Theoretisch ist diese Linie symmetrisch um den Brennpunkt verteilt, und die Flugbahn durchläuft einen Prozess, bei dem sie von groß nach klein zunimmt oder von klein nach groß zunimmt und dann abnimmt.

(4) Halbleiter finden den dünnsten Punkt, und die Stahlplatte wird am Brennpunkt ebenfalls weiß mit offensichtlichen Farbmerkmalen, die auch als Grundlage für die Lokalisierung des Brennpunkts dienen können;

(5) Zweitens sollte die Glasfaser versuchen, die hintere Mikropenetration so weit wie möglich zu kontrollieren, wobei die Mikropenetration am Brennpunkt liegt, was anzeigt, dass der Brennpunkt in der Mitte der hinteren Mikropenetrationslänge liegt. An diesem Punkt ist die grobe Positionierung des Brennpunkts abgeschlossen und die linienlasergestützte Positionierung wird für den nächsten Schritt verwendet.

Abbildung 5 Beispiel für diagonale Linien

Abbildung 5 Beispiel für diagonale Linien bei unterschiedlichen Arbeitsabständen

3. Der nächste Schritt besteht darin, das Werkstück zu nivellieren, den Linienlaser so einzustellen, dass er mit dem Fokus des Lichtleiterflecks übereinstimmt, der den Positionierungsfokus darstellt, und dann die endgültige Überprüfung der Brennebene durchzuführen

(1) Die Verifizierung erfolgt über Pulspunkte. Das Prinzip besteht darin, dass Funken im Brennpunkt versprüht werden und die Klangeigenschaften offensichtlich sind. Zwischen der oberen und unteren Grenze des Brennpunkts gibt es einen Grenzpunkt, an dem sich das Geräusch deutlich von den Spritzern und Funken unterscheidet. Notieren Sie die Ober- und Untergrenze des Brennpunkts. Der Mittelpunkt ist der Brennpunkt.

(2) Passen Sie die Überlappung des Linienlasers erneut an, und der Fokus ist bereits mit einem Fehler von etwa 1 mm positioniert. Kann die experimentelle Positionierung wiederholen, um die Genauigkeit zu verbessern.

Abbildung 6 Demonstration von Funkenspritzern bei verschiedenen Arbeitsabständen (Defokussierungsbetrag)

Abbildung 7 Schematische Darstellung der Pulspunktierung und -fokussierung

Es gibt auch eine Punktierungsmethode: geeignet für Faserlaser mit größerer Fokustiefe und erheblichen Änderungen der Punktgröße in Richtung der Z-Achse. Durch Tippen auf eine Reihe von Punkten, um den Trend der Änderungen an den Punkten auf der Oberfläche der Stahlplatte zu beobachten, ändert sich der Abdruck auf der Stahlplatte jedes Mal, wenn sich die Z-Achse um 1 mm ändert, von groß nach klein und dann von klein nach groß. Der kleinste Punkt ist der Brennpunkt.