激光焊接機怎么調焦點 激光焊接機激光束的調整步驟技巧及公式

2021-02-11 09:44:14???責任編輯: ???0

激光焊接機聚焦的激光束在焦點附近有一個束腰,束腰的最小截面處是透鏡的焦平面.也就是最小光斑的所處位置。焦深隨焦數增加面增加。在焦深范圍內,功率密度變化較小。

  激光焊接機怎么調焦點,重點提示如果沒有經過專門的技術培訓,請不要進行下列操作,因為激光焊接機激光器以及焦點的調整必須由經過專門培訓的人員進行,否則會因激光器失調或調偏造成光路上其它組件的損壞。

  1.檢查基準光源

  紅色的半導體激光是整個光路的基準,必須首先確保其準確性。用一個簡易的高度規檢查紅光是否與光具座導軌頂面平行,并處于光具座兩條導軌間的中心線上,如出現偏差,可以通過6個緊固螺釘進行調整。調整好后注意再檢查一遍所有緊固螺釘是否已經完全擰緊。

  2.調整輸出鏡(輸出介質膜片)位置

  調整輸出鏡前,應將裝有YAG棒的聚光腔拿開,以免因光路中YAG棒的折射偏差影響調整的準確性。

  輸出介質膜片的準確位置應該是使紅光位于其中心位置并能將紅光完全反射回紅光的出射孔,否則應通過膜片架的旋鈕進行仔細調整。注意調整完后應將膜片架調節旋鈕上的鎖緊圈完全鎖緊,確保其位置的穩定性,然后再一次檢查其反射光的位置是否保持在原位。

  3.檢查YAG棒的安裝位置

  用透明膠紙分別貼在YAG棒套的兩端,觀察紅光光斑是否在兩個棒套管的正中間位置,如有偏差,應通過調整聚光腔的位置加以修正。然后觀察YAG棒的反射光位置,應與紅光的出射孔重合,否則在兼顧紅光盡可能保持在棒套管中心位置的前提下調整聚光腔的位置,使反射光盡量與出射孔靠攏,至少應保證調整到與出射孔的偏差小于1mm。

  4.調整全反鏡(全反介質膜片)位置

  第一步:檢查紅光是否在介質膜片的中間位置,否則應調整介質膜片架的安裝位置使紅光在介質膜片的中心。

  第二步:粗調介質膜片架旋鈕,使紅光反射回出射孔。

  第三步:開啟激光,200A左右,脈寬調整到約2ms,重復頻率調整到0Hz,踩一下腳踏開關使脈沖氙燈閃光,此時用完全暴光的全黑像紙放在輸出鏡前,可以觀察到有激光輸出,反復調整膜片架的兩個旋鈕,使輸出光斑最圓且均勻,然后逐漸降低電流至120A左右,進一步反復仔細地微調旋鈕,盡可能使打到像紙上的光斑最圓且最強部分集中在光斑中心。

  第四步:檢查激光是否與紅光重合,將像紙固定在激光輸出鏡的前端并盡量遠離輸出鏡的位置,發出一個激光脈沖,觀察像紙上的光斑中心是否與紅光中心重合,如不重合,可以微調輸出鏡和全反鏡,使光斑與紅光重合,然后再將像紙固定在離激光器輸出鏡800~1000mm的地方,再次檢查光斑是否與紅光重合。如能較好地重合,激光器即調整到了最佳狀態。

  第五步:鎖緊各個調節旋鈕,再一次檢查像紙上的光斑是否良好,并與紅光同軸。否則應重新調整。

  5.檢查光閘的位置

  人工旋轉反射鏡片支架,將光閘推至擋光位置,觀察紅光是否在鏡片的中間,其反射光是否位于光束終止器中心的吸收錐體上,如位置不正確可稍加調整,最后,應特別注意仔細檢查一下光閘反射鏡片是否清潔,受污染的鏡片在使用中很快會炸裂。

  激光焊接時熔池的熔探和形狀除了與材料本身的熱物理性質有關外,主要受激光光斑性質、功率密度、焊接速度,以及保護氣體等因素影響。

  激光焊接機激光束的調整技巧及公式

激光焊接機怎么調焦點 激光焊接機激光束的調整步驟技巧及公式


  1.聚焦尺寸公式

  聚焦鏡是較接近工件表面的光學元件。圖表示簡單光學透鏡(聚焦鏡)對激光的聚焦光路圖。

  圖中參數有以下數值關系(經驗公式):

  do=fθ (4-6)

  θ=1.44λ/D (4-7)

  bo=16(f/D)2λ (4-8)

  由公式可知,焦距小,則光斑直徑小。短焦距使加工頭與焊件表面之間的可用距離變小,除裝卡工件不方便外,還容易由熔融金屬的飛濺或產生的金屬蒸氣而損傷透鏡表面,造成光學元件過早損壞,把焦距f與數值孔徑(約等于光斑直徑)之比稱為焦數。

  根據使用經驗,10kW CO2激光透鏡焦數的合適范圍是6-9。當有高焊接速度要求時,焦數要小一些,大約為3。但小焦數時.透鏡球差嚴重,影響聚焦效果。Nd: YAG激光的焦牧定為4比較合適。因此,可以通過焦數來確定光斑直徑。

  大焦深時,工件沿激光入射方向在焦平面附近的較大深度范圍能接收到較高的激光能量,為激光深熔化焊創造條件。在實際操作中,涉及到調整工件與透鏡的相對位置,大的焦深意味著工件在激光入射方向有較大的可調范圍。工件的初始高度位置,一般依據焦深的大小來確定。丁作時,透射的熱畸變會引起光斑尺寸和焦深發生變化,所以在工作過程中要經常檢查這些激光參數,以便能及時詞整工什位置,使光斑處在正確的工作位置上。

  實際上,經透鏡聚焦的光束,在焦平面附近有一個直徑和長度均很小的束腰,該束腰直徑即為光斑直徑,焦點位于最小束腰位置,強度最大。束腰長度即是焦深bo,焦點兩側焦深范圍內的激光強度略有降低(約是焦點強度的5%)。

  激光焊接機光斑直徑較難精確計算或測量出,但可以通過聚焦鏡的焦距f和發散角療的乘積來估算,它的具體數值是根據加工要求來確定的。由選定的光斑直徑do可以把透鏡的焦距f確定下來。但是,由于材料熔化估算的功率密度數值通常是某一范圍,所以光斑直徑也不可能一次就確定下來。除光斑直徑外,焦深q。的大小也能估算,它與光斑直徑相互關聯,需統一考慮。


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