激光焊接頭準(zhǔn)直鏡100和150焦距的區(qū)別

準(zhǔn)直鏡是激光焊接頭中的重要組成部分，關(guān)于準(zhǔn)直鏡焦距是什么意思?在實(shí)際的生產(chǎn)工藝中，準(zhǔn)直焦距有什么影響?來(lái)了解一下吧。

焦距不同

100mm 焦距的準(zhǔn)直鏡和 150mm 焦距的準(zhǔn)直鏡在對(duì)激光束的準(zhǔn)直效果上有明顯差異。焦距較短的 100mm 準(zhǔn)直鏡，會(huì)使激光束在較短的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直。比如，從光纖輸出的發(fā)散激光束，經(jīng)過(guò) 100mm 焦距準(zhǔn)直鏡后，光束變?yōu)槠叫泄馐奈恢孟鄬?duì)靠近準(zhǔn)直鏡。而 150mm 焦距的準(zhǔn)直鏡，由于焦距更長(zhǎng)，激光束需要傳播更遠(yuǎn)的距離才能變成平行光束。

這就好比用兩個(gè)不同焦距的放大鏡來(lái)聚焦太陽(yáng)光，焦距短的放大鏡在離地面較近的位置就能使光線(xiàn)會(huì)聚，而焦距長(zhǎng)的放大鏡則需要將其放置在離地面更遠(yuǎn)的位置才能達(dá)到相同的會(huì)聚效果(這里會(huì)聚的逆過(guò)程類(lèi)比準(zhǔn)直)。

工作距離不同

工作距離是指從焊接頭(準(zhǔn)直鏡所在位置)到工件表面合適的距離范圍。對(duì)于 100mm 焦距的準(zhǔn)直鏡，其對(duì)應(yīng)的工作距離一般會(huì)比 150mm 焦距準(zhǔn)直鏡對(duì)應(yīng)的工作距離短。在激光焊接實(shí)際操作中，100mm 準(zhǔn)直鏡可能更適合在空間有限或者需要近距離焊接的場(chǎng)景。而 150mm 準(zhǔn)直鏡在需要較大工作距離的情況下更有優(yōu)勢(shì)，比如在焊接大型工件或者需要在焊接頭與工件表面保持一定間隔(防止飛濺等對(duì)焊接頭造成損壞)的情況下使用。

光束直徑控制不同

不同焦距的準(zhǔn)直鏡對(duì)激光束直徑的控制效果也不同。在相同的激光輸入條件下(如相同的激光功率、初始發(fā)散角等)，150mm 焦距的準(zhǔn)直鏡通常會(huì)使準(zhǔn)直后的光束直徑比 100mm 焦距準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后的光束直徑大。這是因?yàn)榻咕嚅L(zhǎng)的準(zhǔn)直鏡在準(zhǔn)直過(guò)程中，光線(xiàn)傳播的路徑相對(duì)較長(zhǎng)，光束的擴(kuò)展程度相對(duì)較大。

例如，假設(shè)初始激光束的發(fā)散角為一定值，根據(jù)幾何光學(xué)原理，經(jīng)過(guò) 150mm 焦距準(zhǔn)直鏡后的光束直徑會(huì)比經(jīng)過(guò) 100mm 焦距準(zhǔn)直鏡后的光束直徑更接近根據(jù)發(fā)散角和焦距計(jì)算出來(lái)的理論較大值。這對(duì)于不同焊接工藝要求下的光斑尺寸控制很重要，例如，在需要較大光斑尺寸進(jìn)行大面積預(yù)熱或者需要較小光斑尺寸進(jìn)行精細(xì)焊接時(shí)，可以通過(guò)選擇不同焦距的準(zhǔn)直鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)激光能量分布的影響不同

由于它們對(duì)光束直徑和工作距離等的不同影響，100mm 和 150mm 焦距的準(zhǔn)直鏡也會(huì)對(duì)激光能量分布產(chǎn)生不同的效果。150mm 焦距準(zhǔn)直鏡因?yàn)槠錅?zhǔn)直后的光束直徑較大，在一定程度上可能會(huì)使激光能量分布相對(duì)更分散一些。而 100mm 焦距準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后的光束直徑較小，能量可能相對(duì)更集中。

在焊接過(guò)程中，激光能量分布會(huì)影響焊接質(zhì)量。例如，對(duì)于薄材料的焊接，可能更需要能量集中的小直徑光束，這時(shí) 100mm 焦距準(zhǔn)直鏡可能更合適;對(duì)于厚材料的焊接或者需要大面積熔化材料的情況，相對(duì)分散但覆蓋面積大的能量分布(可能由 150mm 焦距準(zhǔn)直鏡提供)可能更有利于焊接。