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什么是激光切割机加工热透镜效应?如何分辨?
作者: 发布日期:2019-07-12

Q:什么是加工热透镜效应?如何分辨?

A:激光切割机的激光束透过的光学元件(如加工透镜、PR镜或窗口等)存在污渍时,激光束透过后会发生热透镜效应,切割面会因此而变粗糙,并会出现挂渣,甚至还会发生过烧。

加工质量变差时,判断其是否系受热透镜效应的影响时,首先要查看光学元件的性能是否随着激光束的照射时间而发生变化。刚开始加工时,光学元件还处于低温状态,而随着加工的进展,热透镜效应的影响就会从切割面质量上表现出来。

【原因】

对反射型光学元件(例如折射镜)可以从其背面直接进行高效冷却,反射型光学元件几乎不会发生热镜效应;而透过型光学元件则只能通过对其周围的冷却进行间接冷却,光学元件的两个面又都会产生热,因此很容易产生热透镜效应。光学元件在温度升高时会产生热变形,激光切割机激光束的折射率也会发生变化,激光束的聚光特性也因此而产生变化。

【分辨方法】

对所激光切割机加工工件的开始处与结束处的切割面进行比较。在加工开始处,由于激光束照射的时间短,光学元件还处于低温状态,因此热透镜效应的影响比较小。而在切割时间需要10s以上的加工结束处,则因为光学元件受激光束照射的时间较长,所以会发生热透镜效应,焦点位置、光束模式也都会发生变化。

一旦焦点位置发生变化或光束模式发生变化,在持续照射的加工中,是不会自动返回到原来状态的。加工开始处和加工结束处的切割面进行比较,加工结束处的质量变差.则说明发生了热透镜效应;如果两处质量都是同等程度的良好状态时,则说明没有发生热透镜效应。

激光切割机加工不锈钢材料,判断是否发生了热透镜效应时,需要观察加工开始处与结束处的挂渣状况,如果加工处的毛刺量增加,就说明有可能是发生了热透镜效应。另外,为了排除光束模式的不均匀性或光轴的倾斜等的其他原因所引起的方向性原因,应注意在比较时一定悬对相同切割面(相同加工方向)进行的比较。

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