のコリメーションフォーカスヘッド用途に応じて高出力溶接ヘッドと中低出力溶接ヘッドに分類でき、主な違いはレンズの材質とコーティングです。主な現象は温度ドリフト（高温焦点ドリフト）と電力損失です。一般的に温度ドリフトが良好なコリメートおよびフォーカスヘッドは、1mm以内に制御できます。ほぼ2mmを超えます。電力損失は主に、QBHヘッドから溶接ヘッドに入射したレーザーが下からレンズを保護することによって生じる電力損失を指します。主なエネルギーはレンズの加熱に変換され、一般的には3%未満、1%に達するもの、5%を超えるものもあります。したがって、これら2つは実際にはコリメートおよびフォーカスヘッドの重要な指標です。使用前に自分で測定するか、製造元に関連レポートを提供してもらい、製品が現場での工業生産の要件を満たしていることを確認するのが最善です。
コリメート集光ヘッドの分類 – 機能別分類
スイング機能の有無、および単鏡か二鏡かによって、通常のコリメート・フォーカスヘッド、単振り子ヘッド、二振り子ヘッドに分類できます。主に異なるシーンの要求に対応しており、二振り子の軌道は単振り子の軌道よりも多様で複雑になります。
マッチングによるとレーザーシステム、(1)デュアルバンド複合ヘッド(赤青、ファイバー半導体など)、(2)複合スイングヘッド(シングルスイング)、およびポイントループヘッドに分類できます。
（３）ポイントリング溶接ヘッドは、ビーム整形によって高出力レーザービームを円形またはポイントリング形状に成形し、エネルギー分布を均一化できる比較的新しいタイプの溶接ヘッドです。高出力レーザーを円形の光点に変える感覚に似ていますが、実際は異なります。円形に比べて、ポイントリングヘッドの中心エネルギーは不足しており、浸透能力が制限されます。しかし、ポイントリングヘッドによって円形の光点と同様のレーザーエネルギー分布を実現するこのシンプルな方法は、低コストでスパッタリング効果も低く抑えることができます。鋼材の溶接においては、ガス溶接ならではの利点があります。光点の拡大とエネルギー密度の均一性により、高反射材料（アルミニウム、銅など）では溶接不良が発生しやすい場合があります。
コリメートされた集光レンズ
レーザー伝送システムで使用されるレンズの材料は、透過材料と反射材料の 2 種類に分けられます。コリメート集束レンズと保護レンズは透過材料で作られます。要件: 材料は、動作波長帯域に対して良好な透過率、高い動作温度、低い熱膨張係数を持つ必要があります。一般的に、コリメート集束レンズは溶融石英で作られます。保護レンズは反射材料で作られ、一般的には K9 ガラスです。反射光学素子は、研磨されたガラスまたは金属表面に高反射率金属材料の薄膜をコーティングすることによって作られ、反射には分散がありません。したがって、反射光学材料の唯一の光学特性は、さまざまな色の光の反射率です。光学レンズのコーティング材料の要件は次のとおりです。1. 光の安定した反射率。2. 高い熱伝導率。3. 高い融点。このようにして、コーティング層に汚れがあっても、過度の熱吸収によってひび割れや燃焼が発生することはありません。
コリメーションとフォーカスの組み合わせは主にスポットサイズに影響します。レーザービームのスポットサイズは、走査溶接の品質に影響を与える重要なパラメータであり、特にワークピースの表面に焦点を合わせたスポットサイズは、レーザービームのパワー密度に直接影響します。走査レーザー出力が一定の場合、スポットサイズが小さいほどパワー密度が高くなり、高融点金属や溶融しにくい金属の溶接に有利です。同時に、アスペクト比を大きくして、特定の特殊な溶接要件を満たすことができます。溶接母材の融点が低い場合、または溶接中に2枚の板の間に一定の隙間がある場合は、より良い溶接結果を得るために、スポットサイズを大きくすることがよくあります。
コリメーション焦点距離は一般的に80～150mm、フォーカス焦点距離は一般的に100～300mmです。これは主に加工距離とスポットサイズ（エネルギー密度）、およびスポットと溶接シームギャップの許容範囲に依存します（スポットが小さすぎるとギャップから光が漏れ、大きすぎるとギャップは一般的にスポット直径の30%を超えません）。
コリメート集光ヘッドの事前テスト：透過率テスト、温度ドリフトテスト
投稿日時：2024年3月25日
