[发明专利]激光焦点偏移量消除方法

权利要求书

1.一种激光焦点偏移量消除方法，用于消除包括激光光源及透镜的激光设备对工件加工过程中，因透镜热形变引起的焦点偏移量，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

建立激光设备的多物理场耦合模型，所述多物理场耦合模型包括：在耦合分析软件中建立多物理场耦合方程；建立透镜的几何模型；将几何模型导入耦合分析软件，进行网格划分；定义材料属性及边界条件；所述材料属性包括透镜的光学特性、结构特性及热学特性；

计算所述多物理场耦合模型，得到焦点偏移量；

补偿所述焦点偏移量，以使焦点位于所述工件上。

2.根据权利要求1所述的激光焦点偏移量消除方法，其特征在于，所述光学特性包括对激光的折射率及衰减系数；

所述结构特性包括弹性模量、剪切模量、密度及泊松比；

所述热学特性包括比热、导热系数、热膨胀系数及温度系数。

3.根据权利要求1所述的激光焦点偏移量消除方法，其特征在于，所述边界条件包括：

激光光源的坐标、发散角、形状、偏振类型及波长；

透镜的固定边界；

透镜的初始温度及对流系数；以及

环境温度。

4.根据权利要求1所述的激光焦点偏移量消除方法，其特征在于，建立激光设备的多物理场耦合模型包括定义激光光源功率为自变量，定义激光焦点坐标为因变量。

5.根据权利要求4所述的激光焦点偏移量消除方法，其特征在于，所述计算所述多物理场耦合模型包括：

设定所述激光光源功率为0，记录焦点坐标L₁；

设定所述激光光源功率为激光设备工作功率，记录焦点坐标L₂；

计算焦点偏移量△L＝L₁-L₂。

6.根据权利要求1所述的激光焦点偏移量消除方法，其特征在于，所述补偿所述焦点偏移量包括调整激光设备与工件的相对位置。

7.根据权利要求1所述的激光焦点偏移量消除方法，其特征在于，所述激光设备为激光切割头或激光焊接头。