Voidaanko säädettävää pisteen DOE-lasermoduulia käyttää laserhitsauksessa?

DOE-lasermoduulituottaa energiasäädettäviä pisterengaspisteitä, joita voidaan käyttää laserhitsaukseen. Mutta miten sitä käytetään? Opitaan tietoa yhdessä!

Laserhitsausnopeutta voidaan säätää käyttämällä pisteen Gaussin rengaslaserenergian jakautumista, ja pisterengaslaserhitsausvaikutus voidaan saavuttaa säätämällä pisterengaspisteenergiaprosessia hitsausnopeuden ja -vaikutuksen parantamiseksi. Tässä on uusi ja yksinkertainen laserdiffraktioon perustuva konsepti tavallisten kuitulaserien pisterengaspistemuotoilun toteuttamiseksi. DOE:hen perustuva Gaussin rengaslasermuotoilumenetelmä koostuu vain kahdesta DOE-linssistä. Se on helppokäyttöinen, ja se voi ohjata tarkasti pisteiden ja rengasvalopisteiden välistä energiasuhdetta, jotta käyttäjät löytävät nopeasti optimaalisen hitsaustehosteen. Moduulia voidaan pyörittää 100 prosentin keskipisteen energian ja keskipisteen energian välillä, se voi toimia yksi- ja monimuotolaserien kanssa, on erittäin kompakti (alle 20 mm pitkä) ja siinä on korkea laser- passiivisten diffraktiivisten elementtien aiheuttama vauriokynnys (LDT). Tämä konsepti välttää erityisen Gaussin rengaslaserkuitulaserin tarpeen ja tekee hitsatun laserpään suunnittelusta paljon yksinkertaisempaa.

Laserhitsaus on tekniikka, jota käytetään laajalti monissa teollisissa prosesseissa autoteollisuudessa, laivanrakennuksessa, akkupakkauksissa ja muilla teollisuudenaloilla, joissa hitsausnopeudesta tulee yksi kriittisimmistä prosessia rajoittavista tekijöistä monissa laserhitsaussovelluksissa. Laserin suurta hitsausnopeutta rajoittavat erilaiset hitsausprosessin fysikaaliset ilmiöt, kuten roiskeet, kohouma ja hitsin lisääntynyt huokoisuus. Näiden hitsausprosessien rajoituksia voidaan vähentää huomattavasti käytettäessä pisterengaslaserhitsausmenetelmää. Hitsausmateriaalien eri prosessiparametreille (kuten metallin paksuus, metallityyppi ja geometria) pisterengaslaserhitsaus vaatii erilaisia ​​säädettäviä pisterengasenergiasuhteita parhaan prosessin aikaansaamiseksi suurilla hitsausnopeuksilla. Siksi monille optisille järjestelmille hallittu, säädettävä säteen tehonmuotoiluratkaisu on suhteellinen etu.

Kuten kuvasta 1 näkyy, tässä pisterengaspisteen muotoilukaaviossa kahden DOE:n kolme suhteellista sijaintia (a, b ja c) on esitetty ylöspäin: kahden DOE:n suhteelliset kiertokulmat ovat 0, 7,5, ja 15 astetta. Alas näyttää intensiteettijakauman, joka liittyy kuhunkin pyörimissuuntaan ylöspäin: (d) jossa kaikki teho on keskittynyt keskipisteeseen, (f) jossa kaikki teho on keskittynyt renkaaseen, kun taas (e) on sijainti jossa säädettävä pisterenkaan energia jakautuu suhteellisesti, jolloin osa energiasta on osa keskipisteessä ja osa ympäröivässä renkaassa.

Gaussin rengaslasermuotoilussa, joka perustuu kuidun säädettävän pisterengaspisteen energiasuhteen kaavioon, yleisempi pisterenkaan pisteen muotoilumenetelmä on käyttää erityistä monimuotokuitulaseria, jossa on kaksi- tai kolmeytiminen, keskipiste. ydintä ympäröi yksi tai kaksi samanaikaista rengasydintä, ja jokainen ydin voi asettaa lasertehonsa erikseen. Siten keskivalopisteen ja ympäröivän rengasvalopisteen tehoa voidaan säätää. Verrattuna tavallisiin monimuotoisiin suuritehoisiin kuitulasereihin tämä laserjärjestelmä on monimutkaisempi ja kalliimpi. Toiseksi tällaisen Gaussin rengaslasermuotoisen kuidun suuri numeerinen aukko (NA) edellyttää erityisen kollimaattorin tarvetta, joka vaatii usein suuremman optisen komponentin kuin tällä hetkellä käytössä olevien kuitulaserien standardihitsattu optinen komponentti. Lopuksi, keskipisteiden ja rengasmaisten täplien välisellä suhteella on usein raja. Pisterengaslaserhitsauksessa, jotta juotosliitoksessa saadaan lisää tehoa, on yleensä tarpeen lisätä tehoa renkaan sisällä. Suurin osa tehosta menee keskipisteeseen ja vain pieni osa rengaspisteeseen, joten täyttä lasertehoa ei voida käyttää tässä tapauksessa, ellei mukautettua kuituydinsuhdetta käytetä.

Tämä kuva kuvaa vaihtoehtoista pisterengaspistemenetelmää, joka perustuu kuitu-Gaussin rengaslasermuotoiluun, jolla saavutetaan pisterengaslaserhitsausvaikutus, mahdollistaa täydellisen tehosuhteen säädön ja joka on myös yksinkertainen, taloudellinen ja suora optinen järjestelmä. Tämä diffraktiiviseen optiikkaan perustuva menetelmä on tarjonnut hyvän ratkaisun monikilowattisen kuitulaserjärjestelmän järjestelmätilan kokoon ja voittanut toisen komponentin lisäämisen optiseen järjestelmään.

Diffraktiomuotoilukaavio koostuu kahdesta identtisestä diffraktioelementistä DOE, jotka tunnetaan myös nimellä vaihelevyt, jotka on sijoitettu samalle optiselle akselille. Kiertämällä yhtä vaihelevyä toiseen, saadaan aikaan vaiheviive renkaan ja keskipisteen välillä. Kun vaihelevyjen välinen kierto on nolla ja kokonaisten segmenttien välillä, koko vaihe menee osittain päällekkäin, kuten kuvassa 1b näkyy, jolloin osa energiasta tulee renkaaseen, kun taas muu energia tulee keskipisteeseen, jota voidaan säätää jatkuvasti.

Pisterengaspisteen energiansiirron kokonaishyötysuhde vaihtelee yhden keskipisteen 100 prosentista yksittäisen renkaan 80 prosenttiin. Tehokkuus menetetään korkeammissa diffraktioissa lähetysasteikoissa ja näkyy toisen asteen renkaana korkeammissa kulmissa. Koko vaihtelualue esiintyy yhdellä kiertokulmalla, joka on yhtä suuri kuin yksi kulmasegmentti. Keskipisteen tehon vaihtelu on esitetty kuvassa 2, jolla on epälineaarinen suhde pyörimiskulmaan.

Säädettävän pisterengaspisteenergian optimointi on erittäin tärkeää pisterengaslaserhitsauksessa. Kun prosessiparametrit on määritetty, säädettävät toroidi- ja pistemäiset moduulit voidaan korvata yhdellä passiivisella DOE:llä, jonka räätälöityä toroidista pisteen muotoista tehosuhdetta pidetään parhaana valinnana tiettyyn hitsausprosessiin. Tämä tarjoaa kompaktimman ja taloudellisemman ortopedisen ratkaisun. Tämä Do-pohjaisten diffraktioon perustuvien menetelmien luokka tarjoaa täyden hallinnan pisterenkaiden väliseen tehosuhteeseen verrattuna tällä hetkellä markkinoilla oleviin kuituoptisiin ratkaisuihin, toisin kuin kuituoptiset ratkaisut, joiden viritettävyys on rajoitettu. Tämä moduuli voidaan sovittaa suurille säteille (halkaisija 15-22 mm), joita tavallisesti käytetään monikilowattisissa lasereissa, eli optinen elementti voidaan asentaa valmiiseen manuaaliseen tai sähköiseen pyörivään telineeseen optisen moduulin muodostamiseksi. . Tällaiset moduulit voidaan sijoittaa optiselle akselille laserkollimaattorin taakse tai vielä paremmin suoraan laserpään tai skannausjärjestelmän sisääntuloon. Näiden konfiguraatioiden ansiosta hitsattu optiikka on yhdenmukainen standardien monimuotokuitulaserien kanssa ilman, että tarvitsee ottaa huomioon suurempia NA:ta ja suurempia, kalliimpia optiikoita, kuten rengasmoodikuitulaserit. Täysi säätöalue on saavutettava vain liikuttamalla pyörivää pöytää muutaman sekunnin ajan säädettävän pisteen rengasmaisen pisteenergiasuhteen säädön viimeistelemiseksi. Lisäksi se on erityisen hyödyllinen mikrohitsauksessa, jossa käytetään yksimuotoista tulosädettä, koska koneistusnopeutta rajoittavat tekijät eivät yleensä ole yksimuotokuidun teho, vaan pikemminkin kohouma, huokoisuus ja muut ongelmat, jotka voivat vähennetään siirtämällä osa lasertehosta pisteen ympärillä olevalle rengasmaiselle alueelle. Myös sen diffraktioratkaisun rengaskulma ei ole herkkä tulosäteen koosta, mikä tarjoaa enemmän joustavuutta muotoiluun. Siksi diffraktioon perustuva pisterengaspistemuotoilutila tarjoaa monia etuja laserhitsaukseen, ja samalla se on yksinkertainen, edullinen ja vahva.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, ota rohkeasti yhteyttä. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitettamme tarjota asiakkaillemme korkeaa laatua, edullisia hintoja ja parasta palvelua.