激光焊接頭準直鏡100和150焦距的區別

準直鏡是激光焊接頭中的重要組成部分，關于準直鏡焦距是什么意思?在實際的生產工藝中，準直焦距有什么影響?來了解一下吧。

焦距不同

100mm 焦距的準直鏡和 150mm 焦距的準直鏡在對激光束的準直效果上有明顯差異。焦距較短的 100mm 準直鏡，會使激光束在較短的距離內實現準直。比如，從光纖輸出的發散激光束，經過 100mm 焦距準直鏡后，光束變為平行光束的位置相對靠近準直鏡。而 150mm 焦距的準直鏡，由于焦距更長，激光束需要傳播更遠的距離才能變成平行光束。

這就好比用兩個不同焦距的放大鏡來聚焦太陽光，焦距短的放大鏡在離地面較近的位置就能使光線會聚，而焦距長的放大鏡則需要將其放置在離地面更遠的位置才能達到相同的會聚效果(這里會聚的逆過程類比準直)。

工作距離不同

工作距離是指從焊接頭(準直鏡所在位置)到工件表面合適的距離范圍。對于 100mm 焦距的準直鏡，其對應的工作距離一般會比 150mm 焦距準直鏡對應的工作距離短。在激光焊接實際操作中，100mm 準直鏡可能更適合在空間有限或者需要近距離焊接的場景。而 150mm 準直鏡在需要較大工作距離的情況下更有優勢，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

不同焦距的準直鏡對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、初始發散角等)，150mm 焦距的準直鏡通常會使準直后的光束直徑比 100mm 焦距準直鏡準直后的光束直徑大。這是因為焦距長的準直鏡在準直過程中，光線傳播的路徑相對較長，光束的擴展程度相對較大。

例如，假設初始激光束的發散角為一定值，根據幾何光學原理，經過 150mm 焦距準直鏡后的光束直徑會比經過 100mm 焦距準直鏡后的光束直徑更接近根據發散角和焦距計算出來的理論較大值。這對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行大面積預熱或者需要較小光斑尺寸進行精細焊接時，可以通過選擇不同焦距的準直鏡來實現。

對激光能量分布的影響不同

由于它們對光束直徑和工作距離等的不同影響，100mm 和 150mm 焦距的準直鏡也會對激光能量分布產生不同的效果。150mm 焦距準直鏡因為其準直后的光束直徑較大，在一定程度上可能會使激光能量分布相對更分散一些。而 100mm 焦距準直鏡準直后的光束直徑較小，能量可能相對更集中。

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