ملخص تفصيلي لرؤوس اللحام بالليزر الطائرة

ملخص تفصيلي لـرؤوس لحام ليزرية طائرة

يشمل هذا الدليل أسماء المكونات وتعريفاتها ومبادئها ومعايير تصميمها وحساباتها، وهو قابل للتطبيق علىلحام المسح الضوئي عالي السرعة(مثل أنظمة الجلفانومتر) أو تطبيقات اللحام عن بعد.

1. تكوين وتعريف رؤوس اللحام بالليزر الطائرة

تُحقق تقنية اللحام الطائر (اللحام بالليزر الماسح) التركيز الديناميكي من خلال انعكاس أشعة الليزر بواسطة الجلفانومتر عالي السرعة، وهي مناسبة للمساحات الكبيرة واللحام عالي السرعةمكوناتها الأساسية هي كالتالي:

1. وحدة تجميع الحزمة

مُوَجِّه

الوظيفة: تحويل خرج الليزر المتباعد (NA=0.1~0.22) من الألياف البصرية إلى شعاع متوازي.

المعايير الرئيسية: البعد البؤري fcoll، قطر الحزمة المتوازية Dcoll.

صيغة:

1.2 نظام مسح الجلفانومتر

مرايا جلفانو للمحورين X/Y

الوظيفة: تغيير اتجاه شعاع الضوء من خلال مرايا دوارة عالية السرعة لتحقيق مسح ثنائي الأبعاد.

المعايير الرئيسية: سرعة المسح (عادة ≥10 م/ث)، دقة تحديد الموضع المتكرر (<±5 ميكروراديان)، حجم المرآة (يجب أن يغطي قطر الشعاع Dcoll).

محرك الجلفانومتر: محرك سيرفو أو محرك جلفانومتر بزمن استجابة أقل من 1 مللي ثانية.

1.3 وحدة التركيز الديناميكي (عدسة F-Theta أو جلفانومتر + عدسة المجال المسطح)

عدسة F-Theta

الوظيفة: تحويل زاوية انحراف الجلفانومتر إلى إزاحة خطية على المستوى للحفاظ على اتساق التركيز.

الصيغ الرئيسية:

2. مبدأ العمل

مسار الشعاع: الليزر → الموجه → الجلفانومتر X → الجلفانومتر Y → عدسة F-Theta → سطح قطعة العمل.

التركيز الديناميكي:

عندما تكون زاوية انحراف الجلفانومتر θ، يتم تحويل موضع التركيز (x، y) بواسطة عدسة F-Theta على النحو التالي:

3. معايير التصميم الرئيسية والصيغ

3.1 حساب حجم البقعة

قطر البقعة المركزة d (حد الانعراج):

3.2 نطاق المسح وزاوية الجلفانومتر

أقصى مدى للمسح L:

3.3 سرعة اللحام والتسارع

السرعة الخطية v

3.4 عمق المجال (DOF)

3.5 كثافة الطاقة ومدخلات الطاقة

كثافة الطاقة I:

كثافة الطاقة E (لحام النبض):

4. الانحرافات وتصميم التحسين

4.1 تصحيح انحراف عدسة F-Theta

التشوه: يجب أن يفي بالشرط r∝θ، ويجب أن يكون التشوه غير الخطي <0.1%.

انحناء المجال: تصميم مجال مسطح من خلال مجموعات العدسات المتعددة.

4.2 خطأ مزامنة الجلفانومتر

يجب أن يكون تأخير الجلفانومتر X/Y أقل من 1 ميكروثانية لتجنب ظهور بقع بيضاوية.

5. مثال على عملية التصميم

متطلبات الإدخال: نطاق المسح L، حجم البقعة d، سرعة اللحام v. تحديد عدسة F-Theta: تحديد fθ وفقًا لـ L=2fθtan(θmax).

احسب معلمات الجلفانومتر: السرعة الزاوية ω=v/fθ، وتحقق من أداء الجلفانومتر.

التحقق من جودة البقعة: تحسين انحرافات مجموعة العدسات من خلال Zemax/OpticStudio.

6. الاحتياطات

الإدارة الحرارية: تحتاج الجلفانومترات والعدسات إلى تبريد بالماء تحت طاقة عالية (مثل >1 كيلو واط).

الحماية من التصادم: تحتاج الجلفانومترات إلى الكبح الطارئ لتجنب التصادم الميكانيكي.

المعايرة: قم بمعايرة محورية المسار البصري بانتظام (الانحراف <0.05 مم).