Részletes összefoglalóRepülő lézerhegesztő fejek
Lefedi az alkatrészek nevét, definícióit, alapelveit, tervezési paramétereit és képletszámításait, és alkalmazható a következőkre:nagysebességű pásztázó hegesztés(például galvanométeres rendszerek) vagy távhegesztési alkalmazásokhoz.
1. A repülő hegesztő lézerhegesztő fejek összetétele és meghatározása
A repülő hegesztés (pásztázó lézerhegesztés) nagysebességű galvanométeres visszaverő lézersugarak segítségével valósítja meg a dinamikus fókuszálást, és alkalmas nagy felületű ésnagysebességű hegesztésFő összetevői a következők:
1. Nyalábkollimációs modul
Kollimátor
Funkció: Az optikai szál által kibocsátott divergens lézer (NA=0,1~0,22) nyalábbal párhuzamos nyalábot hoz létre.
Főbb paraméterek: Fókusztávolság fcoll, kollimált nyalábátmérő Dcoll.
Képlet:
1.2 Galvanométer pásztázó rendszer
X/Y tengelyű Galvo tükrök
Funkció: A fénysugár irányának megváltoztatása nagy sebességű forgó tükrök segítségével kétdimenziós síkszkennelés eléréséhez.
Főbb paraméterek: Szkennelési sebesség (általában ≥10m/s), ismétlési pozicionálási pontosság (<±5μrad), tükörméret (le kell fednie a Dcoll nyalábátmérőt).
Galvanométer motor: Szervomotor vagy galvanométer motor <1 ms válaszidővel.
1.3 Dinamikus fókuszáló modul (F-Theta lencse vagy galvanométer + sík látómezős lencse)
F-theta lencse
Funkció: A galvanométer eltérítési szögének átalakítása a síkon mért lineáris elmozdulássá a fókusz konzisztenciájának megőrzése érdekében.
Kulcsképletek:
2. Működési elv
Sugárút: Lézer → Kollimátor → X galvanométer → Y galvanométer → F-Theta lencse → Munkadarab felülete.
Dinamikus fókuszálás:
Amikor a galvanométer eltérítési szöge θ, az F-Theta lencse a fókuszpozíciót (x, y) a következőképpen konvertálja:
3. Főbb tervezési paraméterek és képletek
3.1 Foltméret kiszámítása
Fókuszált folt átmérője d (diffrakciós határ):
3.2 Szkennelési tartomány és galvanométer szöge
Maximális szkennelési tartomány L:
3.3 Hegesztési sebesség és gyorsulás
Lineáris sebesség v
3.4 Mélységélesség (DOF)
3.5 Teljesítménysűrűség és energiabevitel
Teljesítménysűrűség I:
Energiasűrűség E (impulzushegesztés):
4. Aberrációk és optimalizálási tervezés
4.1 F-Theta lencsetorzítás korrekciója
Torzítás: Teljesítenie kell az r∝θ feltételt, és a nemlineáris torzításnak <0,1%-nak kell lennie.
Mező görbülete: Tervezzen sík mezőt többlencsés csoportok segítségével.
4.2 Galvanométer szinkronizációs hiba
Az X/Y galvanométer késleltetésének <1 μs-nak kell lennie az elliptikus foltok elkerülése érdekében.
5. Tervezési folyamat példája
Beviteli követelmények: Szkennelési tartomány L, foltméret d, hegesztési sebesség v. Válasszon F-Theta lencsét: Határozza meg az fθ-t az L=2fθtan(θmax) alapján.
Számítsa ki a galvanométer paramétereit: ω=v/fθ szögsebesség, és ellenőrizze a galvanométer teljesítményét.
A precíziós képminőség ellenőrzése: Optimalizálja a lencsecsoport-abszorbciókat a Zemax/OpticStudio segítségével.
6. Óvintézkedések
Hőkezelés: Nagy teljesítmény (például >1 kW) esetén a galvanométerek és lencsék vízhűtést igényelnek.
Ütközésvédelem: A galvanométereknek vészfékezésre van szükségük a mechanikai ütközések elkerülése érdekében.
Kalibrálás: Rendszeresen kalibrálja az optikai útvonal koaxialitását (eltérés <0,05 mm).
Közzététel ideje: 2025. augusztus 4.
