Riassuntu dettagliatu di e teste di saldatura laser volanti

Riassuntu dettagliatu diTeste di saldatura laser volanti

Copre i nomi di i cumpunenti, e definizioni, i principii, i parametri di cuncepimentu è i calculi di formule, è hè applicabile àsaldatura à scansione à alta velocità(cum'è i sistemi di galvanometria) o applicazioni di saldatura à distanza.

1. Cumposizione è definizione di e teste di saldatura laser di saldatura volante

A saldatura à volu (saldatura laser à scansione) realizza una focalizzazione dinamica per mezu di fasci laser riflettenti di galvanometru à alta velocità, è hè adatta per grandi superfici èsaldatura à alta velocitàI so cumpunenti principali sò i seguenti:

1. Modulu di Collimazione di u Fasciu

Collimatore

Funzione: Cunvertisce u laser divergente (NA = 0,1 ~ 0,22) emessu da a fibra ottica in un fasciu parallelu.

Parametri chjave: Lunghezza focale fcoll, diametru di u fasciu collimatu Dcoll.

Formula:

1.2 Sistema di scansione galvanometrica

Specchi Galvo di l'asse X/Y

Funzione: Cambia a direzzione di u fasciu di luce attraversu specchi rotanti à alta velocità per ottene una scansione di u pianu bidimensionale.

Parametri chjave: velocità di scansione (di solitu ≥10m/s), precisione di pusizionamentu ripetutu (<±5μrad), dimensione di u specchiu (deve copre u diametru di u fasciu Dcoll).

Motore galvanometricu: Servomotore o motore galvanometricu cù un tempu di risposta <1ms.

1.3 Modulu di Focalizazione Dinamica (Lente F-Theta o Galvanometru + Lente à Campu Pianu)

Lente F-Theta

Funzione: Cunvertisce l'angulu di deflessione di u galvanometru in un spustamentu lineare nantu à u pianu per mantene a cunsistenza di u focu.

Formule chjave:

2. Principiu di funziunamentu

Percorsu di u fasciu: Laser → Collimatore → Galvanometru X → Galvanometru Y → Lente F-Theta → Superficie di a pezza.

Focus dinamicu:

Quandu l'angulu di deflessione di u galvanometru hè θ, a pusizione di u focu (x, y) hè cunvertita da a lente F-Theta cum'è:

3. Parametri è Formule di Cuncepimentu Chjave

3.1 Calculu di a dimensione di u puntu

Diametru di u puntu focalizatu d (limite di diffrazione):

3.2 Gamma di scansione è angulu di galvanometru

Portata massima di scansione L:

3.3 Velocità è accelerazione di saldatura

Velocità lineare v

3.4 Prufundità di Focus (DOF)

3.5 Densità di putenza è ingressu d'energia

Densità di putenza I:

Densità d'energia E (saldatura à impulsi):

4. Aberrazioni è Cuncepimentu di Ottimizazione

4.1 Currezzione di l'aberrazione di a lente F-Theta

Distorsione: Ci vole à suddisfà r∝θ, è a distorsione non lineare deve esse <0,1%.

Curvatura di u campu: Cuncepisce un campu pianu attraversu gruppi multi-lenti.

4.2 Errore di Sincronizazione di u Galvanometru

U ritardu di u galvanometru X/Y deve esse <1 μs per evità macchie ellittiche.

5. Esempiu di prucessu di cuncepimentu

Requisiti d'input: Gamma di scansione L, dimensione di u spot d, velocità di saldatura v. Selezziunate a lente F-Theta: Determinate fθ secondu L = 2fθtan (θmax).

Calcula i parametri di u galvanometru: velocità angulare ω = v / fθ, è verificate e prestazioni di u galvanometru.

Verificate a qualità di u spot: Ottimizate l'aberrazioni di u gruppu di lenti cù Zemax/OpticStudio.

6. Precauzioni

Gestione termica: I galvanometri è e lenti anu bisognu di raffreddamentu à acqua sottu alta putenza (cum'è > 1 kW).

Prutezzione anticollisione: I galvanometri anu bisognu di frenata d'emergenza per evità collisioni meccaniche.

Calibrazione: Calibrate regularmente a coaxialità di u percorsu otticu (deviazione <0,05 mm).