Wolfgang Horn畢業(yè)于德國(guó)達(dá)姆施達(dá)特應(yīng)用技術(shù)大學(xué)物理系。1995年進(jìn)入德國(guó)曼海姆大學(xué)的焊接研究院 (SLV)深造。1997－2002年，Wolfgang在曼海姆大學(xué)焊接研究院的制程部負(fù)責(zé)研發(fā)工作。2002年，Wolfgang正式加入DILAS Diodenlaser GmbH,負(fù)責(zé)德國(guó)DILAS的工業(yè)激光系統(tǒng)產(chǎn)品。
德國(guó)DILAS新型掃描振鏡，融合了同軸溫度探測(cè)器在準(zhǔn)同步材料表面溫度控制以及快速光線掃描的兩大優(yōu)勢(shì)。該掃描振鏡不但能使用在準(zhǔn)同步聚合物焊接中，且能用在同一工作面內(nèi)非機(jī)械定位的某些多焊點(diǎn)回流焊。在焊接過(guò)程中，溫度控制過(guò)程穩(wěn)定、可靠。
高溫計(jì)控制的激光過(guò)程
與其他類型的激光器相比，半導(dǎo)體激光器能將能量（電流）直接轉(zhuǎn)化為激光輻射。半導(dǎo)體激光器允許對(duì)激光能量進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，這對(duì)于使用高溫計(jì)進(jìn)行閉環(huán)溫度控制的快速加工過(guò)程至關(guān)重要。在聚合物的輪廓焊接、熔接及熱處理應(yīng)用中，可以把高溫計(jì)傳感器與加工用的光學(xué)元件整合在一起，從而能從加工區(qū)域探測(cè)同軸熱輻射。
為避免高溫計(jì)與激光源相互干擾，高溫計(jì)的探測(cè)器的敏感波長(zhǎng)必須與激光源的波長(zhǎng)不同。用于材料加工中的高溫計(jì)，大多使用在1800～2100nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)高度敏感的探測(cè)器，而半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)通常為810nm或980nm。
為確定處理制程的絕對(duì)溫度，必須要知道材料的一些屬性，如輻射系數(shù)及表面特性。然而對(duì)于大部分過(guò)程而言，材料的這些屬性并沒有確定。例如在軟焊過(guò)程中，焊料的狀態(tài)是從固態(tài)變到液態(tài)、然后又回到固態(tài)，因此焊料的光學(xué)屬性也在變化。在聚合物焊接過(guò)程中，熱輻射被玻璃、顏料或其他填充材料所吸收或散射。
對(duì)大部分應(yīng)用來(lái)講，一個(gè)相應(yīng)的溫度測(cè)量對(duì)于開環(huán)或閉環(huán)過(guò)程控制來(lái)講已經(jīng)足夠了。高溫計(jì)的控制器能存儲(chǔ)焊接溫度、激光輸出功率等處理數(shù)據(jù)，以供存檔和分析使用。因此，高溫計(jì)是用于質(zhì)量控制和產(chǎn)品開發(fā)的一個(gè)有用工具。
掃描振鏡與高溫計(jì)
當(dāng)需要對(duì)激光斑進(jìn)行快速定位或移動(dòng)時(shí)，一種常用的方法是使用掃描振鏡。典型的應(yīng)用是聚合物的準(zhǔn)同步焊接或回流焊。反射鏡使激光束偏離透鏡的光軸，并使光束不再與光軸平行。這會(huì)對(duì)高溫計(jì)的使用產(chǎn)生一些嚴(yán)重的后果。標(biāo)準(zhǔn)平場(chǎng)透鏡的光學(xué)屬性，如焦距及防反射涂層只能在很小的特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作。因?yàn)楦邷赜?jì)和激光器的波長(zhǎng)不同，色差將致使兩者的焦點(diǎn)位置并不相同（見圖1）。也就是說(shuō)，在加工過(guò)程中，高溫計(jì)所探測(cè)到的輻射并不是來(lái)自激光的焦點(diǎn)處。因而，這就不可能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)過(guò)程或者甚至是溫度監(jiān)控了。但是，通過(guò)特別設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)糾正色差的平場(chǎng)透鏡，從而使高溫計(jì)和激光的焦點(diǎn)重合。圖2顯示了DILAS的掃描振鏡DL.S20P，它整合了單色高溫計(jì)和糾正色差的平場(chǎng)透鏡。該掃描振鏡與DILAS公司生產(chǎn)的COMPACT光纖耦合半導(dǎo)體激光系統(tǒng)配合使用，隨系統(tǒng)還附有用于振鏡和高溫計(jì)控制的成熟的軟件。
圖1 高溫計(jì)和激光在標(biāo)準(zhǔn)的平場(chǎng)透鏡（左）下有不同的焦點(diǎn)，而糾正色差的平場(chǎng)透鏡（右）實(shí)現(xiàn)了兩者的焦點(diǎn)重合
圖2 DILAS 掃描振鏡 DL.S20P 為閉環(huán)溫度控制整合了軸向單色高溫計(jì)
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