ILtesta di collimazione e messa a fuocoLe teste di saldatura possono essere suddivise in teste ad alta potenza e a media/bassa potenza a seconda dello scenario di applicazione, con la principale differenza rappresentata dal materiale e dal rivestimento della lente. I fenomeni che si manifestano sono principalmente la deriva termica (deriva di messa a fuoco ad alta temperatura) e la perdita di potenza. Una testa di collimazione e messa a fuoco con una deriva termica generalmente buona può essere controllata entro 1 mm; quasi supera i 2 mm; la perdita di potenza si riferisce principalmente alla perdita di potenza causata dal laser che entra nella testa di saldatura dalla testa QBH e poi protegge la lente dal basso. La maggior parte dell'energia viene convertita in riscaldamento della lente, che generalmente richiede meno del 3%, alcune possono raggiungere l'1% e alcune possono superare il 5%. Pertanto, questi due sono effettivamente indicatori chiave per le teste di collimazione e messa a fuoco. È consigliabile misurarli personalmente prima dell'uso o richiedere al produttore di fornire i relativi report per garantire che il prodotto soddisfi i requisiti della produzione industriale in loco.
Classificazione delle teste di focalizzazione collimate – classificazione funzionale
A seconda che abbia o meno la funzione di oscillazione e che sia a specchio singolo o doppio, si possono distinguere teste di collimazione e messa a fuoco standard, teste a pendolo singolo e teste a doppio pendolo. La scelta dipende principalmente dalle diverse esigenze di ripresa, e la traiettoria del pendolo doppio sarà più complessa e articolata rispetto a quella del pendolo singolo.
Secondo l'abbinamentosistema laser, può essere suddiviso in: (1) testina composita a doppia banda (rosso blu, fibra semiconduttrice, ecc.), (2) testina oscillante composita (oscillazione singola) e testina ad anello puntiforme.
(3)La testa di saldatura ad anello a punti è un tipo di testa di saldatura relativamente nuovo che può modellare fasci laser ad alta potenza in forme circolari o ad anello a punti attraverso la modellazione del fascio e il bilanciamento della distribuzione dell'energia. È simile a trasformare laser ad alta potenza in punti luminosi circolari, ma presenta delle differenze. Rispetto alle forme circolari, l'energia centrale delle teste ad anello a punti è insufficiente e la loro capacità di penetrazione è limitata. Tuttavia, questo semplice metodo per ottenere una distribuzione dell'energia laser simile a quella di un punto luminoso circolare tramite teste ad anello a punti consente di ottenere un effetto di spruzzo ridotto e a basso costo. Nella saldatura dell'acciaio, presenta il vantaggio unico di essere utilizzata in atmosfera gassosa. A causa dell'ingrandimento del punto luminoso e dell'uniformità della densità di energia, potrebbe essere soggetta a saldature difettose su materiali ad alta riflettività (alluminio, rame).
Lente di messa a fuoco collimata
Per le lenti utilizzate nei sistemi di trasmissione laser, i materiali si dividono in due tipologie: materiali trasmissivi e materiali riflettenti. La lente di collimazione e la lente protettiva devono essere realizzate in materiale trasmissivo. Requisiti: il materiale deve avere una buona trasmissività alla banda di lunghezze d'onda di lavoro, un'elevata temperatura di esercizio e un basso coefficiente di dilatazione termica. Generalmente, la lente di collimazione è realizzata in silice fusa; la lente protettiva è realizzata in materiale riflettente, comunemente vetro K9. Gli elementi ottici riflettenti sono realizzati rivestendo superfici di vetro o metallo lucidate con un sottile strato di materiale metallico ad alta riflettività, e la riflessione non presenta dispersione. Pertanto, l'unica caratteristica ottica dei materiali ottici riflettenti è la loro capacità di riflettere i vari colori della luce. I requisiti del materiale di rivestimento per le lenti ottiche sono: 1. Riflettività stabile della luce; 2. Elevata conduttività termica; 3. Alto punto di fusione. In questo modo, anche in presenza di sporco sullo strato di rivestimento, l'eccessivo assorbimento di calore non causerà crepe o bruciature.
La combinazione di collimazione e focalizzazione influisce principalmente sulla dimensione del punto: la dimensione del punto del raggio laser è un parametro importante che influenza la qualità della saldatura a scansione, in particolare la dimensione del punto focalizzato sulla superficie del pezzo influisce direttamente sulla densità di potenza del raggio laser. Quando la potenza del laser di scansione è costante, una dimensione del punto più piccola consente di ottenere una maggiore densità di potenza, il che è vantaggioso per la saldatura di metalli ad alto punto di fusione e difficili da fondere. Allo stesso tempo, si può ottenere un rapporto di aspetto maggiore e soddisfare determinati requisiti di saldatura specifici. Quando il punto di fusione del materiale di base da saldare è basso, o quando è presente un certo spazio tra due piastre durante la saldatura, si sceglie spesso una dimensione del punto maggiore per ottenere risultati di saldatura migliori.
La lunghezza focale di collimazione è generalmente compresa tra 80 e 150 mm, mentre la lunghezza focale di focalizzazione è generalmente compresa tra 100 e 300 mm; dipende principalmente dalla distanza di lavorazione e dalla dimensione del punto (densità di energia), nonché dalla tolleranza del punto rispetto allo spazio tra il punto e il cordone di saldatura (se il punto è troppo piccolo, lo spazio lascerà passare la luce; se è troppo grande, lo spazio non dovrebbe generalmente superare il 30% del diametro del punto).
Test pre-utilizzo della testa di collimazione e messa a fuoco: test di trasmittanza; test di deriva termica
Data di pubblicazione: 25 marzo 2024
