مقدمة عن رأس اللحام لمسار الضوء الخارجي لليزر 1

أنظمة اللحام بالليزريتكون تصميم المسار البصري لنظام اللحام بالليزر بشكل أساسي من مسار بصري داخلي (داخل الليزر) ومسار بصري خارجي:

يخضع تصميم مسار الإضاءة الداخلي لمعايير أكثر صرامة، وعمومًا لن تكون هناك مشاكل في الموقع، وخاصة مسار الإضاءة الخارجي؛

يتكون المسار البصري الخارجي بشكل أساسي من عدة أجزاء: ألياف النقل، ورأس QBH، ورأس اللحام؛

مسار الإرسال البصري الخارجي: الليزر، ألياف الإرسال، رأس QBH، رأس اللحام، المسار البصري المكاني، سطح المادة؛

يُعد رأس اللحام المكون الأكثر شيوعًا وصيانةً بين هذه المكونات. لذا، تُقدّم هذه المقالة ملخصًا لهياكل رؤوس اللحام الشائعة لتسهيل فهم مهندسي صناعة الليزر لبنيتها الأساسية وفهم عملية اللحام بشكل أفضل.

رأس QBH الليزري هو مكون بصري يُستخدم في تطبيقات مثل القطع واللحام بالليزر. يُستخدم رأس QBH بشكل أساسي لنقل أشعة الليزر من الألياف البصرية إلى رؤوس اللحام. يُعدّ السطح النهائي لرأس QBH جهازًا بصريًا خارجيًا سهل التلف نسبيًا، ويتكون أساسًا من طبقات طلاء بصرية وكتل كوارتز. كتل الكوارتز عرضة للكسر نتيجة الاصطدامات، كما أن طبقة الطلاء على السطح النهائي تحتوي على بقع بيضاء (طبقة مقاومة عالية للاحتراق) وبقع سوداء (غبار، بقع ناتجة عن التلبيد). يؤدي تلف طبقة الطلاء إلى حجب خرج الليزر، وزيادة فقدان نفاذية الليزر، بالإضافة إلى توزيع غير متساوٍ لطاقة بقعة الليزر، مما يؤثر على جودة اللحام.

تُعدّ وصلة اللحام المُركّزة بالليزر المكوّنَ الأهمّ في المسار البصري الخارجي. يتكوّن هذا النوع من وصلات اللحام عادةً من عدسة تجميع وعدسة تركيز. وظيفة عدسة التجميع هي تحويل الضوء المُتباعد المُرسَل من الألياف إلى ضوء متوازٍ، بينما وظيفة عدسة التركيز هي تركيز هذا الضوء المتوازٍ ولحامه.

يمكن تقسيم رأس التركيز المتوازي، وفقًا لبنيته، إلى أربع فئات. الفئة الأولى هي التركيز المتوازي البحت دون أي مكونات إضافية مثل كاميرا CCD. أما الأنواع الثلاثة التالية، فتتضمن جميعها كاميرا CCD لمعايرة المسار أو مراقبة اللحام، وهي الأكثر شيوعًا. بعد ذلك، يُراعى اختيار البنية وتصميمها بناءً على سيناريوهات التطبيق المختلفة، مع الأخذ في الاعتبار التداخلات الفيزيائية المكانية. باختصار، باستثناء البنى الخاصة، يعتمد المظهر في الغالب على النوع الثالث، المستخدم مع كاميرا CCD. لا تؤثر البنية بشكل خاص على عملية اللحام، مع مراعاة مشكلة التداخلات الميكانيكية في الموقع. ثم هناك اختلافات في رأس النفخ المستقيم، عادةً بناءً على سيناريو التطبيق. بعضها يحاكي مجال تدفق الهواء المنزلي، وتُصمم رؤوس النفخ المستقيمة خصيصًا لضمان تأثير تدفق الهواء المنزلي.