फ्लाइंग लेजर वेल्डिंग हेड्स का विस्तृत सारांश

विस्तृत सारांशउड़ने वाले लेजर वेल्डिंग हेड

इसमें घटकों के नाम, परिभाषाएँ, सिद्धांत, डिज़ाइन पैरामीटर और सूत्र गणनाएँ शामिल हैं, और यह निम्नलिखित पर लागू होता है:उच्च गति स्कैनिंग वेल्डिंग(जैसे गैल्वेनोमीटर सिस्टम) या रिमोट वेल्डिंग अनुप्रयोग।

1. फ्लाइंग वेल्डिंग लेजर वेल्डिंग हेड की संरचना और परिभाषा

फ्लाइंग वेल्डिंग (स्कैनिंग लेजर वेल्डिंग) उच्च गति वाले गैल्वेनोमीटर परावर्तित लेजर बीमों के माध्यम से गतिशील फोकसिंग को साकार करती है, और बड़े क्षेत्र औरउच्च गति वेल्डिंगइसके मुख्य घटक निम्नलिखित हैं:

1. बीम कोलिमिशन मॉड्यूल

समांतरित्र

कार्य: ऑप्टिकल फाइबर द्वारा उत्सर्जित अपसारी लेजर (NA=0.1~0.22) को समानांतर किरण में परिवर्तित करना।

मुख्य पैरामीटर: फोकल लंबाई fcoll, संरेखित किरण का व्यास Dcoll।

सूत्र:

1.2 गैल्वेनोमीटर स्कैनिंग प्रणाली

X/Y-अक्ष गैल्वो दर्पण

कार्य: दो-आयामी समतल स्कैनिंग प्राप्त करने के लिए उच्च गति से घूमने वाले दर्पणों के माध्यम से प्रकाश किरण की दिशा को बदलना।

मुख्य पैरामीटर: स्कैनिंग गति (आमतौर पर ≥10 मीटर/सेकंड), दोहराव स्थिति सटीकता (<±5 μrad), दर्पण का आकार (बीम व्यास Dcoll को कवर करने की आवश्यकता है)।

गैल्वेनोमीटर मोटर: <1 मिलीसेकंड के प्रतिक्रिया समय वाली सर्वो मोटर या गैल्वेनोमीटर मोटर।

1.3 डायनामिक फोकसिंग मॉड्यूल (एफ-थीटा लेंस या गैल्वेनोमीटर + फ्लैट-फील्ड लेंस)

एफ-थीटा लेंस

कार्य: फोकस की स्थिरता बनाए रखने के लिए गैल्वेनोमीटर के विक्षेपण कोण को समतल पर रैखिक विस्थापन में परिवर्तित करना।

मुख्य सूत्र:

2. कार्य सिद्धांत

किरण पथ: लेजर → कोलिमेटर → एक्स गैल्वेनोमीटर → वाई गैल्वेनोमीटर → एफ-थीटा लेंस → वर्कपीस की सतह।

गतिशील फोकसिंग:

जब गैल्वेनोमीटर का विक्षेपण कोण θ होता है, तो F-थीटा लेंस द्वारा फोकस स्थिति (x, y) को इस प्रकार परिवर्तित किया जाता है:

3. प्रमुख डिजाइन पैरामीटर और सूत्र

3.1 स्पॉट साइज की गणना

केंद्रित स्पॉट व्यास d (विवर्तन सीमा):

3.2 स्कैनिंग रेंज और गैल्वेनोमीटर कोण

अधिकतम स्कैनिंग रेंज L:

3.3 वेल्डिंग की गति और त्वरण

रेखीय वेग v

3.4 फोकस की गहराई (डीओएफ)

3.5 शक्ति घनत्व और ऊर्जा इनपुट

शक्ति घनत्व I:

ऊर्जा घनत्व E (पल्स वेल्डिंग):

4. विसंगतियाँ और अनुकूलन डिजाइन

4.1 एफ-थीटा लेंस विपथन सुधार

विरूपण: इसे r∝θ को संतुष्ट करना होगा, और गैर-रेखीय विरूपण <0.1% होना चाहिए।

क्षेत्र वक्रता: बहु-लेंस समूहों के माध्यम से एक समतल क्षेत्र डिजाइन करें।

4.2 गैल्वेनोमीटर सिंक्रोनाइज़ेशन त्रुटि

अंडाकार धब्बों से बचने के लिए X/Y गैल्वेनोमीटर का विलंब <1μs होना चाहिए।

5. डिज़ाइन प्रक्रिया का उदाहरण

इनपुट आवश्यकताएँ: स्कैनिंग रेंज L, स्पॉट आकार d, वेल्डिंग गति v. F-थीटा लेंस का चयन करें: L=2fθtan(θmax) के अनुसार fθ निर्धारित करें।

गैल्वेनोमीटर के मापदंडों की गणना करें: कोणीय वेग ω=v/fθ, और गैल्वेनोमीटर के प्रदर्शन को सत्यापित करें।

स्पॉट की गुणवत्ता सत्यापित करें: Zemax/OpticStudio के माध्यम से लेंस समूह की विकृतियों को अनुकूलित करें।

6. सावधानियां

तापीय प्रबंधन: उच्च शक्ति (जैसे >1 किलोवाट) के तहत गैल्वेनोमीटर और लेंस को जल शीतलन की आवश्यकता होती है।

टक्कर रोधी सुरक्षा: गैल्वेनोमीटर को यांत्रिक टक्कर से बचने के लिए आपातकालीन ब्रेकिंग की आवश्यकता होती है।

अंशांकन: ऑप्टिकल पथ की समाक्षता (विचलन <0.05 मिमी) को नियमित रूप से अंशांकित करें।