Lazerinio suvirinimo fokusavimo metodas

Lazerinis suvirinimasfokusavimo metodas

Kai lazeris liečiasi su nauju įrenginiu arba atliekamas naujas eksperimentas, pirmas žingsnis turi būti fokusavimas. Tik radus židinio plokštumą galima teisingai nustatyti kitus proceso parametrus, tokius kaip defokusavimo kiekis, galia, greitis ir kt., kad būtų galima aiškiai suprasti.

Fokusavimo principas yra toks:

Pirma, lazerio spindulio energija nėra tolygiai paskirstyta. Dėl smėlio laikrodžio formos kairėje ir dešinėje fokusavimo veidrodžio pusėse energija yra labiausiai koncentruota ir stipri juosmens srityje. Norint užtikrinti apdorojimo efektyvumą ir kokybę, paprastai reikia nustatyti židinio plokštumą ir pagal ją reguliuoti defokusavimo atstumą, kad būtų galima apdoroti produktą. Jei židinio plokštumos nėra, tolesni parametrai nebus aptariami, o derinant naują įrangą taip pat pirmiausia reikėtų nustatyti, ar židinio plokštuma yra tiksli. Todėl židinio plokštumos nustatymas yra pirmoji lazerių technologijos pamoka.

Kaip parodyta 1 ir 2 paveiksluose, skirtingų energijų lazerio spindulių židinio gylio charakteristikos skiriasi, galvanometrai ir vienmodžiai bei daugiamodžiai lazeriai taip pat skiriasi, daugiausia tai atsispindi erdviniame galimybių pasiskirstyme. Vieni yra gana kompaktiški, kiti – gana siauri. Todėl skirtingiems lazerio spinduliams taikomi skirtingi fokusavimo metodai, kurie paprastai skirstomi į tris etapus.

1 pav. Skirtingų šviesos dėmių židinio gylio schema

2 pav. Židinio gylio schema esant skirtingiems galios lygiams

Kreipimo taško dydis skirtingais atstumais

Pasvirimo metodas:

1. Pirmiausia, nukreipdami šviesos dėmę, nustatykite apytikslį židinio plokštumos atstumą ir nustatykite ryškiausią ir mažiausią nukreipiančiosios šviesos dėmės tašką kaip pradinį eksperimentinį židinio tašką;

2. Platformos konstrukcija, kaip parodyta 4 paveiksle

4 pav. Įstrižosios linijos fokusavimo įrangos schema.

2. Atsargumo priemonės atliekant įstrižus brūkšnius

(1) Paprastai naudojamos plieninės plokštės, puslaidininkiai – ne daugiau kaip 500 W, o optiniai pluoštai – apie 300 W; Greitį galima nustatyti nuo 80 iki 200 mm.

(2) Kuo didesnis plieninės plokštės pasvirimo kampas, tuo geriau. Stenkitės, kad kampas būtų apie 45–60 laipsnių, o vidurio tašką nustatykite ties grubiu padėties nustatymo židinio tašku su mažiausiu ir ryškiausiu nukreipiančiu šviesos tašku.

(3) Tada pradėkite stygų vėrimą. Kokį efektą pasiekia stygų vėrimas? Teoriškai ši linija bus simetriškai paskirstyta aplink židinio tašką, o trajektorija didės nuo didelės iki mažos arba didės nuo mažos iki didelės ir tada mažės;

(4) Puslaidininkiai randa ploniausią tašką, o plieninė plokštė židinio taške taip pat taps balta su akivaizdžiomis spalvos savybėmis, kurios taip pat gali būti pagrindas židinio taškui nustatyti;

(5) Antra, šviesolaidis turėtų stengtis kuo labiau kontroliuoti galinį mikroįskverbimą, kad mikroįskverbimas būtų židinio taške, nurodant, kad židinio taškas yra galinio mikroįskverbimo ilgio viduryje. Šiuo metu grubus židinio taško padėties nustatymas yra baigtas, o kitam žingsniui naudojamas linijinio lazerio pagalba atliekamas padėties nustatymas.

5 pav. Įstrižainių linijų pavyzdys

5 pav. Įstrižainių linijų, esančių skirtingais darbiniais atstumais, pavyzdys.

3. Kitas žingsnis – išlyginti ruošinį, sureguliuoti linijinį lazerį taip, kad jis sutaptų su šviesolaidžio taško, kuris yra padėties nustatymo fokusas, sufokusuotu objektu, ir atlikti galutinį židinio plokštumos patikrinimą.

(1) Patikrinimas atliekamas naudojant impulsinius taškus. Principas yra tas, kad kibirkštys taškosi židinio taške, o garso charakteristikos yra akivaizdžios. Tarp židinio taško viršutinės ir apatinės ribų yra riba, kur garsas žymiai skiriasi nuo taškymų ir kibirkščių. Užfiksuokite židinio taško viršutinę ir apatinę ribas, o vidurio taškas yra židinio taškas.

(2) Dar kartą sureguliuokite linijinio lazerio persidengimą ir fokusas jau yra nustatytas su maždaug 1 mm paklaida. Galima pakartoti eksperimentinį padėties nustatymą, kad būtų padidintas tikslumas.

6 pav. Kibirkšties purslų demonstravimas skirtingais darbiniais atstumais (defokusavimo kiekis)

7 pav. Impulsinio taškavimo ir fokusavimo schema

Taip pat yra taškavimo metodas: tinka pluošto lazeriams su didesniu židinio gyliu ir reikšmingais taško dydžio pokyčiais Z ašies kryptimi. Bakstelėjus taškų eilę, stebima plieninės plokštės paviršiaus taškų pokyčių tendencija. Kiekvieną kartą, kai Z ašis pasikeičia 1 mm, atspaudas ant plieninės plokštės pasikeičia iš didelio į mažą, o tada iš mažo į didelį. Mažiausias taškas yra židinio taškas.