1、激光焊接的性能受到多種因素的影響,其中包括激光器的參數(shù)、光束的質(zhì)量、發(fā)散角度以及焦深等因素。 激光器的參數(shù)是影響激光焊接性能的重要因素,如輸出功率、激光波長、功率穩(wěn)定性以及光束的質(zhì)量等。
在激光器的應(yīng)用與選擇中,有三個關(guān)鍵要素至關(guān)重要,分別是功率、光斑質(zhì)量和穩(wěn)定性。這三個因素共同決定了激光器的性能與適用范圍。首先,功率是衡量激光器輸出能量的重要指標(biāo)。功率的大小直接關(guān)系到激光器的切割、焊接、加工等能力。
激光產(chǎn)生的三個關(guān)鍵要素包括: 增益介質(zhì):必須存在一個能夠?qū)崿F(xiàn)光放大作用的增益介質(zhì),通常是由具有適當(dāng)能級結(jié)構(gòu)的激活粒子(如原子、分子或離子)組成的物質(zhì)。 激勵源:需要一個外界激勵源,用以在增益介質(zhì)中實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn),即高能級上的粒子數(shù)多于低能級上的粒子數(shù)。
諧振腔:諧振腔是激光器的關(guān)鍵部分,由兩個反射鏡構(gòu)成,形成一個光學(xué)共振路徑。其中一個反射鏡是部分透明的,允許激光輸出。在諧振腔內(nèi),光線在反射鏡之間反復(fù)反射,發(fā)生多光子激發(fā)和光子擴(kuò)散,最終形成激光。諧振腔的長度和反射鏡的反射率等參數(shù),會顯著影響激光的波長、功率等特性。
1、以色列Duma Duma Optronics 公司成立于1989年,專注于激光光束自動化測量系統(tǒng)。公司產(chǎn)品線豐富,包括CCD式和刀口式光束質(zhì)量分析儀。CCD式光束質(zhì)量分析儀提供高分辨率測量。配備4M像素高分辨率系統(tǒng),帶有電動光學(xué)濾波輪組,具備12位動態(tài)范圍。支持連續(xù)光和脈沖光測量,包括光束寬度、形狀、位置、功率等參數(shù)。
2、深視智能的激光輪廓儀使用激光掃描技術(shù),具有高頻率、高精度,可以對物體的輪廓、二維尺寸、二維位移進(jìn)行精確和快速測量與檢驗的儀器,并且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),作為精密測量儀器在鐵路行業(yè)應(yīng)用十分廣泛3D激光輪廓儀也稱為光束質(zhì)量分析儀或M2儀,測量激光的空間發(fā)散角,是評價激光光束質(zhì)量的儀器。
華日激光的266nm紫外激光器,以其卓越的性能、精確的控制和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,為現(xiàn)代科技的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐,是推動科技進(jìn)步的一股強(qiáng)大動力。無論是科研實驗室還是工業(yè)生產(chǎn)線,它都是不可或缺的科技伙伴。
華日激光的266nm紫外激光器采用全固態(tài)結(jié)構(gòu),具備高峰值功率、高重頻和窄脈寬的特點。它主要應(yīng)用于激光測量、激光精密標(biāo)記和激光科研等領(lǐng)域。
我國自豪地自主研發(fā)了一款266nm紫外激光器,采用全固態(tài)聲光主動調(diào)Q結(jié)構(gòu),通過四倍頻技術(shù),聚焦能量在深紫外光的266nm波段。 這款激光器是脈沖型,不同于市面上的被動連續(xù)型激光器。其高峰值功率強(qiáng)大,高重頻達(dá)到80-150 kHz,超窄脈寬小于80 ns。
對于多余的材料和需要修補(bǔ)的部分,必須徹底削除并進(jìn)行預(yù)處理,以保證焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性。選擇正確的焊接材料同樣重要。焊接材料應(yīng)當(dāng)與模具材料匹配,具有相似的物理、化學(xué)性質(zhì)和熱膨脹系數(shù),以確保焊接后的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
此外,合理控制焊接參數(shù)是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。例如,通過調(diào)整激光功率、焊接速度和脈沖寬度等參數(shù),可以有效控制焊接深度和焊縫強(qiáng)度。同時,還需要注意焊接過程中的冷卻措施,以避免過熱導(dǎo)致的材料性能下降。在實際應(yīng)用中,還需要根據(jù)具體需求和材料特性,選擇合適的激光焊接方法和工藝參數(shù)。
進(jìn)行激光焊接時,必須使用氬氣保護(hù),以防止工件焊接后氧化,從而提高工件的美觀度和質(zhì)量。激光焊接時常見的問題之一是焊接部位周圍出現(xiàn)咬痕,可通過激光空打的方式預(yù)先處理,避免咬痕的出現(xiàn)。通常情況下,光斑需精確對準(zhǔn)焊接位置,偏差應(yīng)在0.1mm以內(nèi)。
在實際操作中,可以通過調(diào)整激光脈沖參數(shù),如脈沖寬度、峰值功率和重復(fù)頻率,來優(yōu)化焊接效果。合理設(shè)置這些參數(shù)可以確保焊縫達(dá)到所需的密封深度和強(qiáng)度,從而滿足不同應(yīng)用場景的需求。此外,焊接過程中的冷卻速度也會影響焊縫的性能。較高的冷卻速度可能導(dǎo)致焊縫收縮,從而降低焊縫強(qiáng)度。
基于相機(jī)的分析器,如CCD和CMOS,通過陣列探測器捕捉光束信息,可以實時顯示光束圖像,但動態(tài)范圍和功率處理可能受限。掃描狹縫輪廓儀則適用于測量高光束質(zhì)量的光束,提供單維光束輪廓,但信息相對有限,適用于類高斯光束。
光束質(zhì)量分析是激光器性能評估的關(guān)鍵因素,它衡量激光束在聚焦能力和發(fā)散特性上的接近理想高斯光束的程度。理想情況下,激光器應(yīng)輸出接近TEM00(基模)的高斯光束,因為這能提高聚焦精度和光束的穩(wěn)定性。
光束質(zhì)量因子M2的定義:光束的束腰寬度和遠(yuǎn)場發(fā)散角的乘積,與基模束腰寬度和遠(yuǎn)場發(fā)散角乘積的比值。 測量方法:根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)11146,M2可以通過測量沿傳播光束多個點的光束剖面來定義。這通常涉及使用CCD相機(jī)、刀口或狹縫類型的光斑分析儀,以及導(dǎo)軌掃描系統(tǒng)等設(shè)備。
在測量光束質(zhì)量時,需要遵循ISO指導(dǎo)的規(guī)范,確保測量過程的準(zhǔn)確性和可靠性?;诓煌瑴y量原理的光束質(zhì)量分析儀在允許的光束半徑和光功率范圍、波長范圍、對偽影的敏感性等方面存在差異。相機(jī)法、刀口法和掃描狹縫法等測量方法在測量光束參數(shù)乘積和M2因子時各有優(yōu)勢和局限性。
光束質(zhì)量因子M2的定義為光束束腰寬度與遠(yuǎn)場發(fā)散角的乘積,除以基膜束腰寬度與遠(yuǎn)場發(fā)散角的乘積。這一指標(biāo)在評估光束質(zhì)量時至關(guān)重要。測量M2的方法依據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)11146,通常采用基于CCD、刀口或狹縫等光斑分析儀配合導(dǎo)軌掃描系統(tǒng)進(jìn)行。這些工具能夠捕捉光束剖面,從而進(jìn)行精確測量。
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