Soudage laserméthode de mise au point
Lorsqu'un laser entre en contact avec un nouvel appareil ou qu'une nouvelle expérience est menée, la première étape consiste à effectuer la focalisation. Seule la détermination du plan focal permet de définir correctement les autres paramètres du processus, tels que le défocalisation, la puissance, la vitesse, etc., et ainsi d'obtenir une compréhension précise.
Le principe de la focalisation est le suivant :
Premièrement, l'énergie du faisceau laser n'est pas répartie uniformément. En raison de la forme en sablier du miroir de focalisation, l'énergie est maximale au niveau du point focal. Pour garantir l'efficacité et la qualité du traitement, il est généralement nécessaire de localiser le plan focal et d'ajuster la distance de défocalisation en conséquence. En l'absence de plan focal, les paramètres suivants ne seront pas abordés, et la mise au point d'un nouvel équipement doit impérativement vérifier la précision du plan focal. Par conséquent, la localisation du plan focal est la première étape fondamentale en technologie laser.
Comme le montrent les figures 1 et 2, les caractéristiques de profondeur focale des faisceaux laser varient selon leur énergie. De même, les galvanomètres et les lasers monomodes et multimodes présentent des différences, principalement au niveau de la distribution spatiale des faisceaux. Certains sont relativement compacts, tandis que d'autres sont plus élancés. Par conséquent, différentes méthodes de focalisation sont nécessaires selon le type de faisceau laser ; on peut généralement les classer en trois étapes.
Figure 1 Schéma de la profondeur focale de différents points lumineux
Figure 2 Schéma de la profondeur focale à différentes puissances
Taille du point de guidage à différentes distances
Méthode d'inclinaison :
1. Tout d'abord, déterminez la plage approximative du plan focal en guidant le point lumineux, et déterminez le point le plus lumineux et le plus petit du point lumineux de guidage comme foyer expérimental initial ;
2. Construction de la plateforme, comme illustré à la figure 4
Figure 4 Schéma de l'équipement de focalisation de ligne oblique
2. Précautions pour les traits diagonaux
(1) Généralement, on utilise des plaques d'acier, avec des semi-conducteurs d'une puissance inférieure à 500 W et des fibres optiques d'environ 300 W ; la vitesse peut être réglée entre 80 et 200 mm.
(2) Plus l'angle d'inclinaison de la plaque d'acier est grand, mieux c'est, essayez d'être autour de 45 à 60 degrés et placez le point médian au point focal de positionnement grossier avec le point de lumière de guidage le plus petit et le plus brillant ;
(3) Ensuite, commencez à enchaîner, quel effet l'enchaînement obtient-il ? En théorie, cette ligne sera distribuée symétriquement autour du point focal, et la trajectoire subira un processus d'augmentation de grande à petite, ou d'augmentation de petite à grande puis de diminution ;
(4) Les semi-conducteurs trouvent le point le plus mince, et la plaque d'acier deviendra également blanche au point focal avec des caractéristiques de couleur évidentes, qui peuvent également servir de base pour localiser le point focal ;
(5) Deuxièmement, la fibre optique doit minimiser la micropénétration arrière, celle-ci se situant au point focal, à mi-chemin de la longueur de micropénétration arrière. Le positionnement grossier du point focal est alors terminé et le positionnement assisté par laser linéaire est utilisé pour l'étape suivante.
Figure 5 Exemple de lignes diagonales
Figure 5 Exemple de lignes diagonales à différentes distances de travail
3. L'étape suivante consiste à niveler la pièce, à ajuster le laser linéaire pour qu'il coïncide avec le point focal du guide de lumière (le point focal de positionnement), puis à effectuer la vérification finale du plan focal.
(1) La vérification s'effectue par la méthode des points d'impulsion. Le principe est le suivant : des étincelles jaillissent au point focal, et les caractéristiques sonores sont alors clairement identifiées. Il existe un point limite entre les bornes supérieure et inférieure du point focal, où le son diffère significativement de celui des étincelles et des projections. On enregistre les bornes supérieure et inférieure du point focal ; le point médian correspond au point focal.
(2) Ajustez à nouveau le chevauchement des lignes laser, et la mise au point est déjà positionnée avec une erreur d'environ 1 mm. Il est possible de répéter le positionnement expérimental pour améliorer la précision.
Figure 6 Démonstration de l'éclaboussure d'étincelles à différentes distances de travail (quantité de défocalisation)
Figure 7 Schéma de principe du pointage et de la focalisation des impulsions
Il existe également une méthode de pointage : adaptée aux lasers à fibre à grande profondeur focale et présentant des variations importantes de la taille du spot selon l’axe Z. En tapotant une rangée de points pour observer l’évolution de leur taille sur la surface de la plaque d’acier, on constate qu’à chaque variation de 1 mm selon l’axe Z, l’empreinte sur la plaque passe d’une grande à une petite, puis de petite à grande. Le point le plus petit correspond au foyer.
Date de publication : 24 novembre 2023
