激光長距離焊接變焦距的研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和人類生活水平的提高,汽車逐漸成為人們出行必不可少的交通工具。人口的快速增長必然帶動汽車加工業(yè)的飛速發(fā)展。其中,激光在汽車行業(yè)中的應(yīng)用愈加明顯,例如,激光焊接。在焊接過程中,由于汽車配件的多樣化,工件表面會起伏不定,會使聚焦系統(tǒng)的焦點(diǎn)發(fā)生漂移,即焦點(diǎn)不在工件表面上,從而會影響焊接工藝。同時,工件起伏的變化會使焊接的光斑大小發(fā)生變化,而光斑的大小是激光焊接工藝好壞的關(guān)鍵因素。本論文主要講述了在長距離焊接過程中,當(dāng)工件表面發(fā)生

2、起伏時,通過使透鏡移動較小的位移來改變組合系統(tǒng)的焦點(diǎn),同時,分析了激光聚焦光斑在透鏡移動較小的位移時的光斑的變化量,并對光斑變化量進(jìn)行了優(yōu)化。
　　本論文首先對激光焊接以及激光焊接中必不可少的組成部分-激光器進(jìn)行了簡單介紹。目前,光纖激光器以它無比的優(yōu)越性獲得了飛速的發(fā)展,在焊接中的應(yīng)用越來越廣泛,本論文也是基于波長為1.06 m?的光纖激光器進(jìn)行的分析研究。由于在激光焊接過程中,激光頭伸入到焊接頭中,需要對激光器射出的光進(jìn)行準(zhǔn)直

3、、聚焦,對此,本論文進(jìn)行了單一透鏡聚焦和雙透鏡聚焦系統(tǒng)的比較分析,得出雙透鏡聚焦系統(tǒng)的優(yōu)越性。其次,本論文運(yùn)用光學(xué)成像原理,推導(dǎo)出工件起伏與焦距變化的關(guān)系式,即通過改變兩透鏡間的距離,來實(shí)現(xiàn)聚焦系統(tǒng)焦距的變化。之后,本論文對聚焦光斑隨著透鏡的移動進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析,推導(dǎo)出當(dāng)透鏡移動時,光斑變化量與透鏡位移量的關(guān)系,并根據(jù)已知滿足的條件進(jìn)行了優(yōu)化。最后,運(yùn)用ZEMAX軟件對聚焦系統(tǒng)的光斑進(jìn)行了模擬分析。
　　本論文在透鏡發(fā)生較小位