В лазерной осцилляционной сварке ее можно классифицировать на одномаятниковые и двухмаятниковые сварочные головки в зависимости от количества основных оптических компонентов - зеркал. В этой статье, основываясь на определении «одномаятниковый как система с одним зеркалом, а двухмаятниковый как система с двумя зеркалами», рассматриваются технические различия между ними.
1. Маятниковая лазерная сварочная головка: система с одним осцилляционным зеркалом
Состав системы:
Основным компонентом маятниковой лазерной сварочной головки является система с одним осцилляционным зеркалом. Эта система состоит только из одного отражающего зеркала, приводимого в движение высокоскоростным серводвигателем.
Механизм движения и возможности:
Это одно зеркало обычно управляет лазерным лучом, заставляя его возвратно-поступательно отклоняться вдоль одной оси. Следовательно, траектория движения лазерного фокуса на поверхности заготовки ограничена одномерным линейным колебанием, таким как прямая линия, отрезок или высокочастотное возвратно-поступательное сканирование вдоль оси X.
Функция и ограничения:
Функция: Обеспечение колебаний в одном направлении. В основном используется для перемешивания сварочной ванны в определенном направлении или для компенсации зазоров во время сварки посредством боковых микроколебаний.
Ограничения: Невозможно генерировать какие-либо двумерные плоские траектории (например, круги). Его возможности движения крайне ограничены, и он не может достичь сложных схем перемешивания сварочной ванны.
II. Двухосцилляторная лазерная сварочная головка: система с двумя осцилляторами
Состав системы:
Основным компонентом двухосцилляторной лазерной сварочной головки является система с двумя осцилляторами. Эта система состоит из двух независимых высокоскоростных серводвигателей, приводящих в движение отражающие зеркала. Как правило, первый осциллятор управляет отклонением в направлении оси X, а второй осциллятор управляет отклонением в направлении оси Y.
Механизм движения и возможности:
Управляя углами отклонения и временем движения этих двух зеркал, можно точно синтезировать любую двумерную плоскую траекторию лазерного фокуса на поверхности заготовки. Эти траектории включают, но не ограничиваются кругами, эллипсами, формами бесконечности и другими пользовательскими сложными шаблонами.
Функции и преимущества:
Функция: Обеспечение сложных двумерных колебаний.
Преимущества: Благодаря двумерным траекторным колебаниям он может более эффективно перемешивать сварочную ванну, разрушать рост дендритов, способствовать выходу газа, тем самым значительно улучшая качество формирования сварного шва, подавляя поры и трещины, а также повышая способность перекрытия для сборочных зазоров.
III. Резюме основных различий
IV. Выбор сценариев применения
Простая маятниковая сварочная головка (одно осцилляционное зеркало): Подходит для простых применений, где требуется только однонаправленное качание для удовлетворения технологических требований, таких как расширение сварного шва в определенном направлении или выполнение базовой качающейся сварки в ситуациях, когда требования к режиму перемешивания невысоки. Область его применения относительно узка.
Двухмаятниковая сварочная головка (двойное зеркало): В настоящее время является основной технологией лазерной осцилляционной сварки. Она подходит для большинства применений, требующих сложной траекторной осцилляции для улучшения качества сварного шва, таких как сварка алюминиевых сплавов, высокопрочных сталей и т. д., а также прецизионная обработка с высокими требованиями к формированию сварного шва и пористости.
Заключение: Основываясь на определениях «одно зеркало» и «двойное зеркало», фундаментальное различие между одномаятниковыми и двухмаятниковыми лазерными сварочными головками заключается в количестве основных оптических компонентов. Система с одним зеркалом может обеспечить только одномерные колебания и имеет ограниченные возможности движения; в то время как система с двумя зеркалами может обеспечить двумерные плоские колебания и обладает способностью генерировать сложные траектории, тем самым имея абсолютное преимущество в эффекте сварочного процесса.