激光焊接機(jī)的激光器系統(tǒng)由激光諧振腔、半導(dǎo)體指示光、光閘、小孔光欄、擴(kuò)束鏡、聚焦導(dǎo)光系統(tǒng)構(gòu)成,是整個(gè)設(shè)備的核心部件,所有光學(xué)元件和光軸同軸以光具座為基準(zhǔn)安裝。二氧化碳激光器的原理及分類
(1)激光諧振腔。
激光焊接機(jī)采用的是脈沖Nd : YAG固體激光器,工作介質(zhì)是摻釹釔鋁石榴石晶體,泵浦源為脈沖氚燈。激光諧振腔由Nd: YAG晶體、全反射鏡和半反輸出鏡構(gòu)成。
激光焊接機(jī)的聚光腔采用的是非全腔水冷式雙橢圓柱面組合結(jié)構(gòu),雙燈單棒結(jié)構(gòu)。該激光腔結(jié)構(gòu)合理,拆卸方便,密封性好,其光電轉(zhuǎn)換率高.但玻璃管容易破裂會(huì)造成冷卻水外泄,操作時(shí)要格外小心,避免泵浦燈和晶體棒玻璃管的損壞。如發(fā)生玻璃管損壞,則必須立即切斷電源,防止發(fā)生危險(xiǎn)。裝配激光器聚光腔步驟
(2)半導(dǎo)體指示光系統(tǒng)。
半導(dǎo)體指示光系統(tǒng)由半導(dǎo)體激光、電源及精密調(diào)整架組成,用于指示焊接位置,同時(shí)也作諧振腔及其他光學(xué)部件的調(diào)整基準(zhǔn)。指示光波長為632. 8 nm。
(3)光闌。
通過安裝不同直徑的小孔起到選模的作用,激光焊接機(jī)使用的晶體尺寸為$7 mmX 155 mm,常用小孔直徑有p6 mm、p5 mm、p4 mm。小孔直徑越小,輸出激光束的質(zhì)量越好,但會(huì)犧牲相應(yīng)的功率,一般在需要較小的聚焦光斑直徑時(shí)使用這種選模方式。
(4)光閘。
脈沖固體激光焊接機(jī)在連續(xù)焊或高頻率焊接時(shí),由于熱透鏡效應(yīng)的影響,最開始輸出的激光束是不穩(wěn)定的,Nd : YAG晶體從正常狀態(tài)到受熱變形后重新穩(wěn)定大約需要2 s的時(shí)間,用轉(zhuǎn)換片可以觀察到激光光斑有一個(gè)明顯的變化過程,通過機(jī)械式的光閘將最開始2s的輸出的激光束擋住,待輸出的激光束穩(wěn)定后再將光閘打開,使落在工件上的激光東保持一一致,從而保證較好的激光加工質(zhì)量。
(5)導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)。
導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)主要由聚焦鏡和45°全反射鏡組成。聚焦是激光加工中最常見的種光學(xué)處理,本機(jī)采用單片聚焦鏡,聚焦鏡焦距 f=75mm。有時(shí)為了獲得更小的聚焦光斑,可采用多個(gè)鏡片的復(fù)合聚焦鏡。聚焦系統(tǒng)安裝在聚焦鏡調(diào)整座上,通過聚焦鏡調(diào)整座可以調(diào)整聚焦鏡和工件間的相對(duì)距離,以便獲得合適的離焦量,也可獲得不同的光斑尺寸。
(6)激光束的擴(kuò)束。
激光焊接機(jī)輸出的是多模激光,發(fā)散角較大,為減小發(fā)散角獲得更小的聚焦光斑,常采取激光束經(jīng)過擴(kuò)束后再聚焦的光路設(shè)計(jì)方式,激光焊接機(jī)根據(jù)需要可加裝2.5倍的擴(kuò)束鏡。