Ocabeçote de foco de colimaçãoAs cabeças de soldagem podem ser divididas em alta potência e média-baixa potência, de acordo com o cenário de aplicação, sendo a principal diferença o material e o revestimento da lente. Os fenômenos observados são principalmente a deriva térmica (deriva de foco em altas temperaturas) e a perda de potência. Uma cabeça de colimação e focalização com boa deriva térmica geralmente pode ser controlada dentro de 1 mm; em alguns casos, ultrapassa 2 mm. A perda de potência refere-se principalmente à perda de energia causada pelo laser que entra na cabeça de soldagem a partir da cabeça QBH e, em seguida, protege a lente por baixo. A maior parte da energia é convertida em aquecimento da lente, o que geralmente requer menos de 3%, podendo chegar a 1% em alguns casos e ultrapassar 5% em outros. Portanto, esses dois fatores são indicadores-chave para cabeças de colimação e focalização. É recomendável medi-los antes do uso ou solicitar ao fabricante relatórios relevantes para garantir que o produto atenda aos requisitos da produção industrial no local.
Classificação de cabeçotes de focalização colimados – classificação funcional
De acordo com a presença ou não da função de oscilação e se possui um ou dois espelhos, pode ser dividido em cabeçote de colimação e focalização comum, cabeçote de pêndulo simples e cabeçote de pêndulo duplo. A principal diferença reside no atendimento a diferentes requisitos de cena, sendo que a trajetória do pêndulo duplo será mais ampla e complexa do que a do pêndulo simples.
De acordo com a correspondênciasistema laser, pode ser dividido em: (1) cabeça composta de banda dupla (vermelho azul, fibra semicondutora, etc.), (2) cabeça oscilante composta (oscilação única) e cabeça de laço pontual.
(3)A cabeça de soldagem com anel pontual é um tipo relativamente novo de cabeça de soldagem que pode moldar feixes de laser de alta potência em formatos circulares ou de anel pontual através da modelagem do feixe, equilibrando a distribuição de energia. É semelhante a transformar lasers de alta potência em pontos de luz circulares, mas com uma diferença. Comparada aos formatos circulares, a energia central das cabeças com anel pontual é insuficiente e sua capacidade de penetração é limitada. No entanto, essa maneira simples de obter uma distribuição de energia laser semelhante a pontos de luz circulares através das cabeças com anel pontual permite baixo custo e baixo risco de respingos. Na soldagem de aço, apresenta a vantagem exclusiva de não gerar gases. Devido ao aumento do tamanho dos pontos de luz e à uniformidade da densidade de energia, pode apresentar problemas de soldagem em materiais altamente refletivos (alumínio, cobre).
Lente de foco colimado
Para as lentes utilizadas em sistemas de transmissão a laser, seus materiais podem ser divididos em dois tipos: materiais transmissivos e materiais refletores. As lentes de colimação e focalização, bem como as lentes de proteção, devem ser feitas de materiais transmissivos. Requisitos: o material deve apresentar boa transmissividade na faixa de onda de trabalho, alta temperatura de operação e baixo coeficiente de expansão térmica. Geralmente, a lente de colimação e focalização é feita de sílica fundida. A lente de proteção é feita de material refletor, comumente vidro K9. Os elementos ópticos refletores são fabricados revestindo-se uma fina camada de material metálico de alta refletividade sobre superfícies de vidro ou metal polidas, e a reflexão não apresenta dispersão. Portanto, a única característica óptica dos materiais refletores é sua refletividade para diferentes cores de luz. Os requisitos para o material de revestimento das lentes ópticas são: 1. Refletividade de luz estável; 2. Alta condutividade térmica; 3. Alto ponto de fusão. Dessa forma, mesmo que haja sujeira na camada de revestimento, a absorção excessiva de calor não causará rachaduras ou queimaduras.
A combinação de colimação e focalização afeta principalmente o tamanho do ponto: o tamanho do ponto do feixe de laser é um parâmetro importante que afeta a qualidade da soldagem por varredura, especialmente o tamanho do ponto focalizado na superfície da peça de trabalho, que afeta diretamente a densidade de potência do feixe de laser. Quando a potência do laser de varredura é constante, um tamanho de ponto menor pode atingir uma densidade de potência maior, o que é benéfico para soldar metais com alto ponto de fusão e de difícil fusão. Ao mesmo tempo, pode-se obter uma relação de aspecto maior e atender a certos requisitos especiais de soldagem. Quando o ponto de fusão do material base a ser soldado é baixo, ou quando há uma certa folga entre duas placas durante a soldagem, um tamanho de ponto maior é frequentemente escolhido para obter melhores resultados de soldagem.
A distância focal de colimação geralmente fica entre 80 e 150 mm, e a distância focal de foco geralmente fica entre 100 e 300 mm; depende principalmente da distância de processamento e do tamanho do ponto (densidade de energia), bem como da tolerância do ponto em relação à folga da junta de solda (se o ponto for muito pequeno, haverá vazamento de luz; se for muito grande, a folga geralmente não é maior que 30% do diâmetro do ponto).
Testes pré-uso da cabeça de colimação e focalização: teste de transmitância; teste de deriva térmica.
Data da publicação: 25/03/2024
