Detalyadong Sumaryo sa mga Flying Laser Welding Heads

Detalyadong Sumaryo saMga Ulo sa Pagwelding sa Laser nga Naglupad

Naglangkob kini sa mga ngalan sa sangkap, mga kahulugan, mga prinsipyo, mga parametro sa disenyo ug mga kalkulasyon sa pormula, ug magamit sataas nga tulin nga pag-scan sa welding(sama sa mga sistema sa galvanometer) o mga aplikasyon sa remote welding.

1. Komposisyon ug Kahulugan sa Flying Welding Laser Welding Heads

Ang flying welding (Scanning Laser Welding) nakaamgo sa dinamikong pag-focus pinaagi sa high-speed galvanometer nga nagpabanaag sa mga laser beam, ug angay alang sa lapad nga lugar ugtaas nga tulin nga pagweldingAng mga kinauyokan nga sangkap niini mao ang mosunod:

1. Modulo sa Kolimasyon sa Sinag

Kolimator

Function: I-convert ang divergent laser (NA=0.1~0.22) nga output sa optical fiber ngadto sa usa ka parallel beam.

Mga importanteng parametro: Focal length fcoll, collimated beam diameter Dcoll.

Pormula：

1.2 Sistema sa Pag-scan sa Galvanometer

Mga Salamin nga Galvo nga X/Y-axis

Function: Usba ang direksyon sa silaw sa kahayag pinaagi sa high-speed rotating mirrors aron makab-ot ang two-dimensional plane scanning.

Mga importanteng parametro: Katulin sa pag-scan (kasagaran ≥10m/s), katukma sa pagposisyon pag-usab (<±5μrad), gidak-on sa salamin (kinahanglan nga matabonan ang diyametro sa beam nga Dcoll).

Galvanometer motor: Servo motor o galvanometer motor nga adunay response time nga <1ms.

1.3 Dinamikong Modyul sa Pagpokus (F-Theta Lens o Galvanometer + Flat-Field Lens)

Lente sa F-Theta

Function: I-convert ang deflection angle sa galvanometer ngadto sa linear displacement sa plane aron mapadayon ang focus consistency.

Mga importanteng pormula:

2. Prinsipyo sa Pagtrabaho

Agianan sa silaw: Laser → Collimator → X galvanometer → Y galvanometer → F-Theta lens → Ibabaw sa workpiece.

Dinamikong pag-focus:

Kung ang anggulo sa pagtipas sa galvanometer kay θ, ang posisyon sa pokus (x, y) makabig sa F-Theta lens isip:

3. Mga Pangunang Parametro ug Pormula sa Disenyo

3.1 Kalkulasyon sa Gidak-on sa Lugar

Diametro sa naka-focus nga spot d (limitasyon sa diffraction):

3.2 Sakop sa Pag-scan ug Anggulo sa Galvanometer

Pinakataas nga gilapdon sa pag-scan L:

3.3 Katulin ug Pagpadali sa Pagwelding

Linear nga katulin v

3.4 Kalawom sa Pokus (DOF)

3.5 Densidad sa Gahum ug Pagsulod sa Enerhiya

Densidad sa kuryente I:

Densidad sa enerhiya E (pulse welding):

4. Mga Aberasyon ug Disenyo sa Pag-optimize

4.1 Pagtul-id sa Pagkadili-matarong sa F-Theta Lens

Distorsyon: Kinahanglan kini nga makatagbaw sa r∝θ, ug ang nonlinear distortion kinahanglan nga <0.1%.

Kurba sa natad: Pagdisenyo og patag nga natad pinaagi sa mga grupo sa multi-lens.

4.2 Sayop sa Pag-synchronize sa Galvanometer

Ang X/Y galvanometer delay kinahanglan nga <1μs aron malikayan ang mga elliptical spots.

5. Ehemplo sa Proseso sa Disenyo

Mga kinahanglanon sa input: Sakup sa pag-scan L, gidak-on sa spot d, katulin sa welding v. Pilia ang F-Theta lens: Tinoa ang fθ sumala sa L=2fθtan(θmax).

Kwentaha ang mga parametro sa galvanometer: Angular velocity ω=v/fθ, ug susiha ang performance sa galvanometer.

Susiha ang kalidad sa spot: I-optimize ang mga aberasyon sa grupo sa lente pinaagi sa Zemax/OpticStudio.

6. Mga Pag-amping

Pagdumala sa kainit: Ang mga galvanometer ug mga lente nanginahanglan og pagpabugnaw sa tubig ubos sa taas nga gahum (sama sa >1kW).

Proteksyon batok sa bangga: Ang mga galvanometer nanginahanglan og emergency braking aron malikayan ang mekanikal nga bangga.

Kalibrasyon: Regular nga i-kalibrate ang optical path coaxiality (deviation <0.05mm).