סיווג ראשי מיקוד קולימטיביים – יישום

הראש מיקוד קולימציהניתן לחלק את ראשי הריתוך לראשי ריתוך בעלי הספק גבוה והספק בינוני נמוך בהתאם לתרחיש היישום, כאשר ההבדל העיקרי הוא חומר העדשה והציפוי. התופעות המוצגות הן בעיקר סחיפת טמפרטורה (סחיפת מיקוד בטמפרטורה גבוהה) ואובדן הספק. ראש קולימציה ומיקוד עם סחיפת טמפרטורה טובה בדרך כלל ניתן לשלוט בטווח של 1 מ"מ; כמעט ועולה על 2 מ"מ; אובדן הספק מתייחס בעיקר לאובדן ההספק הנגרם על ידי הלייזר הנכנס לראש הריתוך מראש ה-QBH ולאחר מכן מגן על העדשה מלמטה. האנרגיה העיקרית מומרת לחימום עדשה, שבדרך כלל דורש פחות מ-3%, חלקם יכולים להגיע ל-1%, וחלקם יכולים לעלות על 5%. לכן, שני אלה הם למעשה אינדיקטורים מרכזיים לראשי קולימציה ומיקוד. עדיף למדוד אותם בעצמך לפני השימוש או לבקש מהיצרן לספק דוחות רלוונטיים כדי להבטיח שהמוצר עומד בדרישות הייצור התעשייתי באתר.

סיווג ראשי מיקוד קולימטיביים - סיווג פונקציונלי

בהתאם לפונקציית הסיבוב והאם מדובר במראה יחידה או כפולה, ניתן לחלק אותה לראש קולימציה ומיקוד רגיל, ראש מטוטלת יחיד וראש מטוטלת כפול. היא מכוון בעיקר לדרישות סצנה שונות, ומסלול המטוטלת הכפולה יהיה מורכב ומורכב יותר מזה של המטוטלת היחידה.

לפי ההתאמהמערכת לייזרניתן לחלק אותו ל: (1) ראש מרוכב דו-פס (אדום כחול, סיבים מוליכים למחצה וכו'), (2) ראש נדנדה מרוכב (נדנדה יחידה) וראש לולאה נקודתית.

(3)ראש ריתוך טבעת נקודתית הוא סוג חדש יחסית של ראש ריתוך שיכול לעצב קרני לייזר בעלות עוצמה גבוהה לצורות טבעת מעגליות או טבעתיות באמצעות עיצוב קרן, תוך איזון פיזור אנרגיה. זה דומה להפיכת לייזרים בעלי עוצמה גבוהה לנקודות אור מעגליות, אך זה שונה. בהשוואה לצורות מעגליות, האנרגיה המרכזית של ראשי טבעת נקודתית אינה מספקת ויכולת החדירה שלהם מוגבלת. עם זאת, דרך פשוטה זו להשגת פיזור אנרגיית לייזר בדומה לנקודות אור מעגליות באמצעות ראשי טבעת נקודתית יכולה להשיג עלות נמוכה ואפקט התזה נמוך. בריתוך פלדה, יש לו יתרון ייחודי של גז. בשל הגדלת נקודות האור ואחידות צפיפות האנרגיה, הוא עלול להיות נוטה לריתוך כוזב על חומרים בעלי רפלקטיביות גבוהה (אלומיניום, נחושת).

עדשת מיקוד קולימטיבית

עבור עדשות המשמשות במערכות שידור לייזר, ניתן לחלק את החומרים שלהן לשני סוגים: חומרים מעבירים וחומרים מחזירי אור; עדשת המיקוד הקולימטיבית ועדשת המגן יהיו עשויות מחומרים מעבירים אור. דרישות: החומר יהיה בעל יכולת העברה טובה לפס גלי העבודה, טמפרטורת פעולה גבוהה ומקדם התפשטות תרמית נמוך. באופן כללי, עדשת המיקוד הקולימטיבית תהיה עשויה מסיליקה מותכת; עדשת המגן עשויה מחומר מחזיר אור, בדרך כלל זכוכית K9. אלמנטים אופטיים מחזירי אור מיוצרים על ידי ציפוי שכבה דקה של חומר מתכת בעל יכולת מחזירת אור גבוהה על משטחי זכוכית או מתכת מלוטשים, וההחזרה אינה מפוזרת. לכן, המאפיין האופטי היחיד של חומרים אופטיים מחזירי אור הוא יכולת ההחזרה שלהם לצבעי אור שונים. דרישות חומר הציפוי לעדשות אופטיות הן: 1. יכולת החזרה יציבה של אור; 2. מוליכות תרמית גבוהה; 3. נקודת התכה גבוהה; בדרך זו, גם אם יש לכלוך על שכבת הציפוי, ספיגת חום מוגזמת לא תגרום לסדקים או צריבה.

השילוב של קולימציה ומיקוד משפיע בעיקר על גודל הנקודה: גודל הנקודה של קרן הלייזר הוא פרמטר חשוב המשפיע על איכות ריתוך הסריקה, במיוחד גודל הנקודה הממוקד על פני חומר העבודה משפיע ישירות על צפיפות ההספק של קרן הלייזר. כאשר הספק לייזר הסריקה קבוע, גודל נקודה קטן יותר יכול להשיג צפיפות הספק גבוהה יותר, דבר המועיל לריתוך מתכות בעלות נקודת התכה גבוהה ומתכות קשות להיתוך. יחד עם זאת, ניתן להשיג יחס גובה-רוחב גדול יותר ולעמוד בדרישות ריתוך מיוחדות מסוימות. כאשר נקודת ההיתוך של חומר הבסיס לריתוך נמוכה, או כאשר יש פער מסוים בין שתי לוחות במהלך הריתוך, לעתים קרובות נבחר גודל נקודה גדול יותר כדי להשיג תוצאות ריתוך טובות יותר.

אורך המוקד של הקולימציה הוא בדרך כלל בין 80-150 מ"מ, ואורך המוקד של המיקוד הוא בדרך כלל בין 100-300 מ"מ; זה תלוי בעיקר במרחק העיבוד ובגודל הנקודה (צפיפות האנרגיה), כמו גם בסבילות הנקודה לפער תפר הריתוך (אם הנקודה קטנה מדי, הפער ידלוף אור אם היא גדולה מדי, והפער בדרך כלל אינו גדול מ-30% מקוטר הנקודה).

בדיקות טרום שימוש של ראש מיקוד קולימטיבי: בדיקת העברה; בדיקת סחף טמפרטורה