Yksityiskohtainen yhteenveto lentävistä laserhitsauspäistä

Yksityiskohtainen yhteenvetoLentävät laserhitsauspäät

Se kattaa komponenttien nimet, määritelmät, periaatteet, suunnitteluparametrit ja kaavalaskelmat, ja sitä voidaan soveltaanopea skannaushitsaus(kuten galvanometrijärjestelmät) tai etähitsaussovellukset.

1. Lentävien hitsauslaserhitsauspäiden koostumus ja määritelmä

Lentävässä hitsauksessa (skannaavassa laserhitsauksessa) käytetään dynaamista tarkennusta nopeiden galvanometrin heijastavien lasersäteiden avulla, ja se soveltuu laaja-alaiseen jasuurnopeushitsausSen ydinosat ovat seuraavat:

1. Säteen kollimointimoduuli

Kollimaattori

Toiminto: Muunna optisen kuidun tuottama hajautuva lasersäde (NA = 0,1~0,22) yhdensuuntaiseksi säteeksi.

Keskeiset parametrit: Polttoväli fcoll, kollimoidun säteen halkaisija Dcoll.

Kaava:

1.2 Galvanometrin skannausjärjestelmä

X/Y-akselin Galvo-peilit

Toiminto: Muuta valonsäteen suuntaa nopeiden pyörivien peilien avulla kaksiulotteisen tasoskannauksen saavuttamiseksi.

Keskeiset parametrit: Skannausnopeus (yleensä ≥10 m/s), paikannuksen toistotarkkuus (<±5 μrad), peilin koko (peitettävä säteen halkaisija Dcoll).

Galvanometrimoottori: Servomoottori tai galvanometrimoottori, jonka vasteaika on <1 ms.

1.3 Dynaaminen tarkennusmoduuli (F-theta-linssi tai galvanometri + tasokenttälinssi)

F-theta-linssi

Toiminto: Muunna galvanometrin taipumakulma lineaariseksi siirtymäksi tasossa tarkennuksen yhdenmukaisuuden säilyttämiseksi.

Keskeiset kaavat:

2. Toimintaperiaate

Säteen reitti: Laser → Kollimaattori → X-galvanometri → Y-galvanometri → F-theta-linssi → Työkappaleen pinta.

Dynaaminen tarkennus:

Kun galvanometrin kääntökulma on θ, F-Theta-linssi muuntaa tarkennusasennon (x, y) seuraavasti:

3. Keskeiset suunnitteluparametrit ja kaavat

3.1 Pistekoon laskeminen

Fokusoidun pisteen halkaisija d (diffraktioraja):

3.2 Skannausalue ja galvanometrin kulma

Suurin skannausalue L:

3.3 Hitsausnopeus ja -kiihtyvyys

Lineaarinen nopeus v

3.4 Syvyysterävyys (DOF)

3.5 Tehotiheys ja energiansyöttö

Tehotiheys I:

Energiatiheys E (pulssihitsaus):

4. Poikkeamat ja optimointisuunnittelu

4.1 F-theta-linssipoikkeaman korjaus

Vääristymä: Sen on täytettävä r∝θ, ja epälineaarisen vääristymän tulisi olla <0,1%.

Kentän kaarevuus: Suunnittele tasainen kenttä monilinssiryhmien avulla.

4.2 Galvanometrin synkronointivirhe

X/Y-galvanometrin viiveen tulisi olla <1 μs elliptisten täplien välttämiseksi.

5. Esimerkki suunnitteluprosessista

Syötevaatimukset: Skannausalue L, pisteen koko d, hitsausnopeus v. Valitse F-Theta-linssi: Määritä fθ yhtälön L=2fθtan(θmax) mukaisesti.

Laske galvanometrin parametrit: Kulmanopeus ω=v/fθ ja tarkista galvanometrin suorituskyky.

Tarkista pisteen laatu: Optimoi linssiryhmän aberraatiot Zemaxin/OpticStudion avulla.

6. Varotoimet

Lämmönhallinta: Galvanometrit ja linssit tarvitsevat vesijäähdytystä suurilla tehoilla (kuten >1 kW).

Törmäyksenesto: Galvanometrit tarvitsevat hätäjarrutusta mekaanisen törmäyksen välttämiseksi.

Kalibrointi: Kalibroi optisen reitin koaksiaalisuus säännöllisesti (poikkeama <0,05 mm).