Letête de focalisation de collimationLes têtes de soudage peuvent être classées en deux catégories selon l'application : haute puissance et moyenne puissance. La principale différence réside dans le matériau et le revêtement de la lentille. Les phénomènes observés sont principalement la dérive thermique (dérive de focalisation due à la température) et la perte de puissance. Une tête de collimation et de focalisation présentant une bonne dérive thermique peut être maîtrisée en dessous de 1 mm, voire presque en dessous de 2 mm. La perte de puissance correspond principalement à celle causée par le faisceau laser entrant dans la tête de soudage depuis la tête QBH, puis protégeant la lentille par le dessous. L'énergie est principalement convertie en échauffement de la lentille, généralement inférieur à 3 %, pouvant atteindre 1 % ou dépasser 5 %. Ces deux paramètres sont donc des indicateurs clés pour les têtes de collimation et de focalisation. Il est recommandé de les mesurer soi-même avant utilisation ou de demander au fabricant les rapports correspondants afin de s'assurer que le produit répond aux exigences de la production industrielle.
Classification des têtes de focalisation collimatées – classification fonctionnelle
Selon qu'elle possède ou non une fonction d'oscillation et qu'elle soit à un ou deux miroirs, on distingue les têtes de collimation et de focalisation classiques, les têtes à pendule simple et les têtes à double pendule. Elles répondent principalement à des exigences scéniques différentes, et la trajectoire du double pendule est plus longue et plus complexe que celle du pendule simple.
Selon la correspondancesystème laser, il peut être divisé en : (1) tête composite double bande (rouge bleu, semi-conducteur à fibre, etc.), (2) tête oscillante composite (simple oscillation) et tête à boucle ponctuelle.
(3)La tête de soudage à anneau ponctuel est un type de tête de soudage relativement récent qui permet de modeler des faisceaux laser haute puissance en formes circulaires ou annulaires ponctuelles grâce à un procédé de mise en forme du faisceau, équilibrant ainsi la distribution d'énergie. Le résultat est similaire à la transformation d'un laser haute puissance en points lumineux circulaires, mais la méthode diffère. Comparée aux formes circulaires, l'énergie au centre des anneaux ponctuels est insuffisante et leur capacité de pénétration est limitée. Cependant, ce procédé simple, qui permet d'obtenir une distribution d'énergie laser similaire à celle des points lumineux circulaires, offre un faible coût et réduit les projections. Lors du soudage de l'acier, il présente l'avantage unique de l'utilisation de gaz. En raison de l'élargissement des points lumineux et de l'uniformité de la densité d'énergie, il peut engendrer des défauts de soudage sur des matériaux très réfléchissants (aluminium, cuivre).
lentille de mise au point collimatée
Pour les lentilles utilisées dans les systèmes de transmission laser, on distingue deux types de matériaux : les matériaux transmissifs et les matériaux réfléchissants. La lentille de collimation et la lentille de protection sont fabriquées en matériau transmissif. Exigences : le matériau doit présenter une bonne transmissivité dans la bande de longueurs d'onde de travail, une température de fonctionnement élevée et un faible coefficient de dilatation thermique. Généralement, la lentille de collimation est en silice fondue. La lentille de protection est en matériau réfléchissant, le plus souvent en verre K9. Les éléments optiques réfléchissants sont obtenus par le dépôt d'une fine couche de matériau métallique à haute réflectivité sur des surfaces polies en verre ou en métal. La réflexion est alors non dispersive. Par conséquent, la seule caractéristique optique des matériaux réfléchissants est leur capacité à réfléchir les différentes couleurs de la lumière. Les exigences relatives au matériau de revêtement des lentilles optiques sont les suivantes : 1. Réflectivité stable ; 2. Conductivité thermique élevée ; 3. Point de fusion élevé. Ainsi, même en présence de saletés sur la couche de revêtement, une absorption excessive de chaleur ne provoquera ni fissures ni brûlures.
La combinaison de la collimation et de la focalisation influe principalement sur la taille du spot : la taille du spot du faisceau laser est un paramètre important qui affecte la qualité du soudage par balayage. Plus précisément, la taille du spot focalisé sur la surface de la pièce influe directement sur la densité de puissance du faisceau laser. À puissance laser constante, un spot plus petit permet d'obtenir une densité de puissance plus élevée, ce qui est avantageux pour le soudage des métaux à point de fusion élevé et des métaux difficiles à fondre. De plus, il permet d'obtenir un rapport d'aspect plus important et de répondre à certaines exigences de soudage spécifiques. Lorsque le point de fusion du matériau de base est bas, ou lorsqu'il existe un certain écart entre deux plaques lors du soudage, un spot plus grand est souvent choisi pour obtenir de meilleurs résultats.
La distance focale de collimation est généralement comprise entre 80 et 150 mm, et la distance focale de mise au point entre 100 et 300 mm ; elle dépend principalement de la distance de traitement et de la taille du point (densité d'énergie), ainsi que de la tolérance du point par rapport à l'espace du cordon de soudure (si le point est trop petit, l'espace laissera passer la lumière ; s'il est trop grand, l'espace ne dépasse généralement pas 30 % du diamètre du point).
Tests avant utilisation de la tête de focalisation collimatrice : test de transmittance ; test de dérive thermique
Date de publication : 25 mars 2024
