Тепловые эффекты линз в лазерных приложениях: Решения и идеи

Что такое тепловой эффект линзы? Поглощающая способность лазера увеличивается из-за низкого качества, загрязнения и повреждения оптических элементов. Непрерывное воздействие лазерных лучей в течение длительного периода времени может вызвать тепловую деформацию, изменяя показатель преломления пропускающего оптического элемента и направление отражения отражающего оптического элемента. Это [...].

Тепловые эффекты линз и решения для 3 основных областей применения лазеров

Оглавление

Что такое эффект тепловой линзы

Поглощение лазерного излучения увеличивается из-за низкого качества, загрязнения и повреждения оптических элементов. Непрерывное воздействие лазерных лучей в течение длительного времени может вызвать тепловую деформацию, изменить показатель преломления пропускающего оптического элемента и направление отражения отражающего оптического элемента.

Это приводит к изменению положения фокуса лазера (талии луча), что влияет на его применение. Прозрачные оптические элементы обладают более высокой поглощательной способностью лазера и сильнее повышают температуру, что делает эффект тепловой линзы более выраженным.

В этой статье мы проанализируем оптические элементы, подверженные проблемам с термолинзами в различных лазерных установках.

Влияние tтепловой lэффект ансамбля в aприменение lАсер

Чем быстрее тепловое расширение оптического элемента, тем заметнее эффект тепловой линзы, возникающий в результате высокой мощности и передовой обработки инверсных материалов.

Тепловой эффект линзы возникает, когда под воздействием тепла оптический элемент расширяется, что приводит к увеличению силы фокусировки, уменьшению размера фокусного пятна, сокращению фокусного расстояния и глубины.

Эти явления могут привести к нестабильности во время лазерная обработкачто в конечном итоге сказывается на его эффективности.

1. Влияние на маркировку

(1) Чернение глинозема:

При возникновении эффекта тепловой линзы фокусное расстояние уменьшается, плотность поверхностной энергии материала снижается, и почернение глинозема становится невозможным. В тяжелых случаях эффект почернения в центре и на краю может стать непоследовательным.

Чернение глинозема

(2) Глубокая резьба по металлу:

В металлических глубоких скульптурах обычно используются полевые зеркала с малым фокусным расстоянием (глубиной фокуса).

При мощной глубокой резьбе эффект тепловой линзы приводит к быстрому снижению плотности энергии материала, в результате чего металл проникает на небольшую глубину.

Из-за большего расширения в центре оптического элемента по сравнению с краем, центр более мелкий, а глубина вокруг него неравномерная.

Глубокая резьба по металлу

(3) Sрезка шерсти:

Импульсные волоконные лазеры используют либо одну медленную скорость, либо несколько быстрых методов резки, в зависимости от типа обрабатываемого материала.

Благодаря быстрому тепловому расширению и охлаждению, которое происходит за очень короткий промежуток времени (< 1 с), начальная позиция резки может быть успешно прорезана, в то время как другие позиции могут быть не в состоянии быть прорезаны.

2. Влияние на сварка

(1) Металлический лист точечная сварка:

При использовании мощного волоконного лазера для точечной сварки металлических листов эффект тепловой линзы может привести к несоответствию размеров шва, нестабильной сварке и недостаточному усилию протяжки.

(2) Cнепрерывная сварка металлов:

Отражательная способность металла при непрерывном лёгкая сварка выше, чем во время резки.

При сварке высокой мощности эффект тепловой линзы может привести к тому, что передняя часть шва будет нормальной, а задняя часть может быть неглубокой или полностью непроницаемой.

Эффект тепловой линзы особенно ярко проявляется при сварке алюминия и меди, которые являются высокоотражающими материалами.

Непрерывная сварка металлов

3. Влияние на резку

(1) Sнержавеющая резка стали:

Когда резка нержавеющей сталиЭффект тепловой линзы может привести к несовместимости поверхностей реза, увеличению количества шлака и даже к трудностям в поддержании непрерывного реза.

(2) Cрезка стали:

При резке углеродистой стали эффект тепловой линзы может привести к увеличению количества шлака на дне и трудностям в поддержании непрерывного реза.

Резка углеродистой стали

Решение проблемы теплового эффекта линзы

  1. Решение проблемы теплового линзового эффекта, вызванного линзами различных оптических элементов в оборудовании для обработки вибролинз, заключается в следующем:
Гальванометр

Гальванометр

Оптический элементПричины возникновения тепловых линзРешение эффекта тепловой линзы
Выходная головка лазераЗагрязненная или поврежденная линза или кристалл выходной головкиПроверка и очистка перед установкой
Коллиматор (для лазеров CW)Плохое качество, загрязнение и повреждение коллиматорной линзыОчистите коллиматорную линзу или замените коллиматор на линзу хорошего качества
Комбинированный объективНизкое качество, загрязнения и повреждения комбинированного объективаВыберите автономный красный лазер или заменить линзы объединения лучей с хорошим качеством
Полевое зеркалоНизкое качество, загрязнения и повреждения полевого объективаОчистите полевую линзу или замените кварцевую полевую линзу
Сравнение красной фотосинтезирующей линзы и тепловой линзы

Сравнение красной фотосинтезирующей линзы и тепловой линзы

Сравнение полевой и тепловой линз

Сравнение полевой и тепловой линз

  1. Решение проблемы теплового эффекта линзы, вызванного линзами различных оптических элементов в оборудовании для обработки режущих/сварочных головок, заключается в следующем:
Лазерная сварочная головка

Лазерная сварка глава

Головка для лазерной резки

Головка для лазерной резки

Оптический элементПричины возникновения тепловых линзРешение эффекта тепловой линзы
Выходная головка лазераЗагрязненная или поврежденная линза или кристалл выходной головкиПроверка и очистка перед установкой
Режущая головка / сварочная головкаВерхняя защитная линзаНизкое качество, загрязнения и повреждения объективаОчистите объектив или замените его на качественный
коллимирующая линза
Группа фокусирующих линз
Нижняя защитная линза
Сравнение нижней защитной линзы и тепловой линзы спереди и сзади

Сравнение нижней защитной линзы и тепловой линзы спереди и сзади

Передний и задний контраст фокусирующей линзы и тепловой линзы

Передний и задний контраст фокусирующей линзы и тепловой линзы

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Электрический и гидравлический листогибочный пресс - какой из них подходит для вашего бизнеса?

I. Введение С развитием технологий современная обработка листового металла, особенно процесс гибки, требует все более высоких стандартов. Существуют различные технические требования к оборудованию и обработке...

Размеры и вес двутавровых балок

Вы когда-нибудь задумывались о скрытом мире стальных двутавровых балок? В этой увлекательной статье мы раскроем тайны, скрывающиеся за этими важнейшими строительными компонентами. Наш эксперт, инженер-механик, проведет...
Калькулятор коэффициента K

Калькулятор коэффициента K для гибки листового металла (онлайн и бесплатно)

Вы испытываете трудности с проектированием точных деталей из листового металла? Раскройте секреты коэффициента K, важнейшего понятия в производстве листового металла. В этой статье наш эксперт, инженер-механик, объясняет...

Диаграмма веса двутавровой балки, размеры и онлайн-калькулятор

Вы когда-нибудь задумывались о том, как выбрать идеальную двутавровую балку для вашего строительного или производственного проекта? В этом блоге наш эксперт, инженер-механик, проведет вас через весь процесс...

Медные и алюминиевые кабели: Всестороннее сравнение

I. Преимущества кабелей с медными жилами перед кабелями с алюминиевыми жилами: 1. Низкое удельное сопротивление: Удельное сопротивление кабелей с алюминиевыми жилами примерно в 1,68 раза выше, чем у кабелей с медными жилами.....

Как правильно выбрать предохранительный клапан: Пошаговое руководство

Ввиду разнообразия предохранительных клапанов, а также разнообразия и сложности систем, работающих под давлением, при выборе предохранительного клапана необходимо учитывать влияние таких факторов, как температура, давление и среда...

Советы по использованию предохранительных клапанов: Повышение безопасности вашей системы

Исследователь провел проект системы горячего водоснабжения гостиницы, обеспечивающей круглосуточное снабжение паром (0,3 МПа) в качестве источника тепла, температурой подачи воды 60-55 градусов, с использованием...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.