Laserkeevituse fokuseerimismeetod

Laserkeevitusteravustamismeetod

Kui laser puutub kokku uue seadmega või viib läbi uut katset, peab esimene samm olema fokuseerimine. Ainult fokaaltasandi leidmise abil saab õigesti määrata teisi protsessiparameetreid, nagu defokuseerimise ulatus, võimsus, kiirus jne, et saada selge arusaam.

Fokuseerimise põhimõte on järgmine:

Esiteks ei ole laserkiire energia ühtlaselt jaotunud. Fokuseeriva peegli vasakul ja paremal küljel oleva liivakella kuju tõttu on energia kõige kontsentreeritum ja tugevam vöökohas. Töötlemise efektiivsuse ja kvaliteedi tagamiseks on üldiselt vaja leida fokaaltasand ja selle põhjal reguleerida defokuseerimiskaugust, et toodet töödelda. Kui fokaaltasand puudub, siis järgnevaid parameetreid ei arutata ning uute seadmete silumisel tuleks samuti kõigepealt kindlaks teha, kas fokaaltasand on täpne. Seetõttu on fokaaltasapinna leidmine lasertehnoloogia esimene õppetund.

Nagu joonistel 1 ja 2 näidatud, on erineva energiaga laserkiirte fookuskauguse omadused erinevad ning galvanomeetrid ja ühemoodilised ning mitmemoodilised laserid on samuti erinevad, mis kajastub peamiselt võimete ruumilises jaotuses. Mõned on suhteliselt kompaktsed, teised aga suhteliselt kitsad. Seetõttu on erinevate laserkiirte jaoks erinevad fokuseerimismeetodid, mis jagunevad üldiselt kolmeks etapiks.

Joonis 1. Erinevate valguslaikude fookussügavuse skemaatiline diagramm

Joonis 2. Fookussügavuse skemaatiline diagramm erinevate võimsuste juures

Juhtpunkti suurus erinevatel kaugustel

Kaldus meetod:

1. Esiteks määrake valguslaiku suunates fokaaltasandi ligikaudne ulatus ja määrake suunava valguslaiku heledaim ja väikseim punkt esialgseks eksperimentaalseks fookuseks;

2. Platvormi konstruktsioon, nagu on näidatud joonisel 4

Joonis 4. Kaldjoonelise fokuseerimise seadme skemaatiline diagramm

2. Diagonaalsete löökide ettevaatusabinõud

(1) Üldiselt kasutatakse terasplaate, pooljuhtide võimsusega kuni 500 W ja optiliste kiudude võimsusega umbes 300 W; Kiirust saab seadistada 80–200 mm-ni.

(2) Mida suurem on terasplaadi kaldenurk, seda parem. Püüdke olla umbes 45–60 kraadi ja seadke keskpunkt jämeda positsioneerimise fookuspunktile, kus on väikseim ja eredam suunav valguslaik.

(3) Seejärel alustage nöörimist. Millist efekti nöörimine saavutab? Teoreetiliselt jaotub see joon sümmeetriliselt fookuspunkti ümber ning trajektoor läbib protsessi, mis suureneb suurest väikeseks või suureneb väikesest suureks ja seejärel kahaneb;

(4) Pooljuhid leiavad kõige õhema punkti ja terasplaat muutub fookuspunktis samuti valgeks, millel on ilmsed värviomadused, mis võivad olla ka fookuspunkti asukoha määramise aluseks;

(5) Teiseks peaks fiiberoptika püüdma võimalikult palju kontrollida tagumist mikroläbitungimist, kusjuures mikroläbitungimine toimub fookuspunktis, mis näitab, et fookuspunkt asub tagumise mikroläbitungimise pikkuse keskpunktis. Sel hetkel on fookuspunkti jäme positsioneerimine lõpule viidud ja järgmises etapis kasutatakse joonlaseriga abistatavat positsioneerimist.

Joonis 5 Diagonaaljoonte näide

Joonis 5 Näide diagonaaljoontest erinevatel töökaugustel

3. Järgmine samm on töödeldava detaili tasandamine, joonlaseri reguleerimine nii, et see langeks kokku valgusjuhiku punkti ehk positsioneerimisfookuse fookusega, ja seejärel fokaaltasandi lõplik kontrollimine.

(1) Kontrollimine toimub pulsspunktide abil. Põhimõtteks on, et sädemed pritsitakse fookuspunktis ja heli omadused on ilmsed. Fookuspunkti ülemise ja alumise piiri vahel on piirpunkt, kus heli erineb oluliselt pritsmetest ja sädemetest. Salvestage fookuspunkti ülemine ja alumine piir ning keskpunkt on fookuspunkt.

(2) Reguleerige joonlaseri kattumist uuesti ja fookus on juba paigas umbes 1 mm veaga. Täpsuse parandamiseks saab katsepositsioneerimist korrata.

Joonis 6. Sädemepritsmete demonstratsioon erinevatel töökaugustel (defokuseerimise hulk)

Joonis 7 Impulsspunktide ja fokuseerimise skemaatiline diagramm

Samuti on olemas täppistusmeetod: see sobib suurema fookuskaugusega ja Z-telje suunas täpi suuruse oluliste muutustega kiudlaserite jaoks. Terasplaadi pinnal olevate punktide muutuste trendi jälgimiseks koputage täppide rida ja iga kord, kui Z-telg muutub 1 mm võrra, muutub terasplaadil olev jäljend suurest väikeseks ja seejärel väikesest suureks. Väikseim punkt on fookuspunkt.