Qu'est-ce que la haute réflexion ? La haute réflexion dans le traitement laser fait référence au phénomène selon lequel certains matériaux présentent une faible absorption et une forte réflectivité de l'énergie laser, en particulier dans le spectre de l'infrarouge proche. Cette propriété est caractérisée par : Le coefficient d'absorption des différents éléments métalliques joue un rôle crucial dans la détermination de leur réflectivité. Les matériaux à faible coefficient d'absorption [...]
La haute réflexion dans le traitement laser désigne le phénomène selon lequel certains matériaux présentent une faible absorption et une forte réflectivité de l'énergie laser, en particulier dans le spectre de l'infrarouge proche. Cette propriété est caractérisée par :
Le coefficient d'absorption des différents éléments métalliques joue un rôle crucial dans la détermination de leur réflectivité. Les matériaux à faible coefficient d'absorption ont tendance à réfléchir une partie importante de l'énergie laser incidente, comme l'illustre la figure montrant les coefficients d'absorption des métaux courants.
Dans les installations typiques de traitement laser, la pièce à usiner est souvent positionnée perpendiculairement au faisceau laser ou avec un léger angle d'inclinaison. Cette configuration peut exacerber le problème de la haute réflexion, ce qui pose plusieurs problèmes :
Ces effets peuvent avoir un impact significatif sur l'efficacité et la sécurité des opérations de traitement laser, en particulier lorsque l'on travaille avec des matériaux hautement réfléchissants tels que l'aluminium, le cuivre ou l'acier inoxydable poli. Pour atténuer ces risques, des techniques et des équipements spécialisés, tels que des systèmes de protection contre la rétro-réflexion et des optiques d'émission de faisceau optimisées, sont souvent utilisés dans les applications industrielles de traitement au laser.
Lors du traitement de matériaux hautement réfléchissants, le faisceau laser réfléchi peut potentiellement endommager la tête de coupe ou de soudage et la source laser s'il pénètre à nouveau dans le système. Ce risque est particulièrement prononcé dans les systèmes laser à fibre de haute puissance, où la puissance réfléchie peut être considérablement plus élevée, ce qui accroît le risque de dommages. Un scénario critique se produit pendant les opérations de découpe lorsque le matériau n'est pas entièrement pénétré, ce qui permet à la lumière réfléchie de forte puissance de revenir dans la cavité du laser, ce qui peut causer de graves dommages.
Pour atténuer ces risques, l'équipe R&D de Raycus Laser a mis au point un système complet de protection antireflet à quatre niveaux, complété par des fonctionnalités avancées de contrôle de la lumière de retour. Cette approche multicouche assure une protection en temps réel du système laser dans des conditions de traitement anormales :
Ces mesures de protection sont complétées par des systèmes sophistiqués de surveillance de la lumière de retour, qui analysent en permanence la rétroaction optique au sein du système laser. Des algorithmes avancés traitent ces données en temps réel, ce qui permet de prendre des mesures correctives immédiates lorsque des réflexions anormales sont détectées.
En mettant en œuvre cette approche à multiples facettes, Raycus Laser a considérablement amélioré la robustesse et la fiabilité de ses systèmes laser à fibre de haute puissance, en particulier lors du traitement de matériaux difficiles et hautement réfléchissants. Cette innovation permet non seulement de protéger le précieux équipement laser, mais aussi de garantir des performances et une sécurité constantes au cours des divers processus de fabrication.
Les têtes de sortie de fibre optique QBH, QD et QP conçues par Raycus laser sont conçues pour convertir efficacement la lumière de retour incontrôlable en lumière absorbable et en chaleur, améliorant ainsi la capacité d'absorption et de dissipation de la chaleur de la tête de sortie et minimisant l'impact de la lumière de retour sur les composants internes.
Dans le cadre de la traitement au laser le laser de retour peut avoir un impact sur la tête du câble optique de sortie et provoquer un échauffement ou des dommages. Pour garantir la sécurité du câble optique de sortie, un dispositif de dénudage de la lumière de retour primaire a été intégré dans le câble optique de sortie, comme le montre la figure, en plus de la conception originale.
La conception anti-haute réflexion ajoutée à l'extrémité du câble optique permet de réduire les dommages causés à la structure optique interne du laser en éliminant immédiatement la plus grande partie du laser renvoyé. Cette conception, associée à un système de refroidissement à l'eau, absorbe efficacement le laser renvoyé et élimine son impact thermique sur la tête de sortie du câble optique.
Les lasers haute puissance multi-modules sont principalement construits en utilisant plusieurs modules dans une combinaison de faisceaux.
Lors de la découpe de matériaux à haute réflexion, une partie de la lumière peut encore être transmise vers l'arrière dans la combinaison de faisceaux à travers le câble optique de sortie, même après avoir traversé la conception primaire anti-haute réflexion au niveau du câble.
Par conséquent, pour garantir la sécurité et la fiabilité des dispositifs optiques et de la conception du chemin optique au sein de la combinaison de faisceaux, une conception de protection contre la réflexion élevée en deux étapes est ajoutée, comme illustré dans la figure.
L'élimination progressive du laser de retour garantit la sécurité des dispositifs optiques de protection contre les réflexions élevées et réduit l'impact du laser de retour sur la structure du chemin optique du laser.
En raison de la présence d'un résonateur optique dans le module de l'unité, lorsque le laser de retour de faible puissance pénètre dans le résonateur et y est amplifié de manière répétée, cela peut avoir un impact sérieux sur la stabilité optique du laser et augmenter la probabilité d'endommagement du laser.
Pour améliorer la stabilité et la fiabilité du laser pendant la découpe inverse à haute puissance, le module de l'unité comprend un dispositif anti-reflet, en conjonction avec la conception de son chemin optique, comme illustré dans la figure.
La protection logicielle contre la haute réflexion désigne le mécanisme de surveillance et de protection qui est activé lorsqu'une forte rétroréflexion générée par le laser pénètre dans le système optique du laser pendant le traitement de matériaux à haute réflexion, ce qui entraîne une instabilité du fonctionnement du laser ou des dommages aux dispositifs optiques.
Tandis que le dispositif anti-reflet élevé peut garantir que le laser continue à fonctionner sans dommage dans une zone de retour spécifique, le dispositif anti-reflet élevé peut garantir que le laser continue à fonctionner sans dommage dans une zone de retour spécifique. puissance du laser il existe toujours un risque d'endommagement en cas de dépassement de ce seuil. Pour assurer une protection opportune du laser en cas de puissance laser de retour excessive, plusieurs conceptions de protection anti-logiciels ont été ajoutées dans les produits laser haute puissance multi-modules.
Lorsque la puissance optique de retour est élevée, une partie du laser renvoyé retournera vers le câble optique de sortie en suivant son chemin d'origine, tandis que le reste aura un impact direct sur l'avant du câble optique de sortie.
En menant des recherches sur la transmission du laser de retour et la technologie d'intégration de la fonction de surveillance, nous avons intégré des fonctions de détection multiples, telles que la surveillance du laser et la surveillance de la lumière de retour, dans la surveillance de la température du câble optique pour une surveillance en temps réel du laser de retour.
Si la puissance du laser de retour dépasse la capacité du laser, ce dernier s'éteint et une alarme se déclenche rapidement pour éviter tout dommage. Cela permet également de rappeler au client qu'il y a un problème avec le traitement.
Étant donné qu'il existe deux types de laser de retour : le laser à cœur et le laser de retour. laser de revêtementEn plus de la conception hautement anti-protection du câble optique de sortie, nous avons également incorporé un module hautement anti-détection dans la combinaison de faisceaux pour surveiller la puissance laser de transmission inverse et suivre la puissance laser de retour en temps réel.
Ce module de détection à haute réflexion peut détecter à la fois les lasers à cœur et à gaine, ce qui réduit efficacement le risque de dommages laser causés par le laser de retour à cœur, qui pourraient passer inaperçus si seul le laser de retour à gaine était surveillé.
En cas de retour élevé du laser, le module éteint le laser et déclenche une alarme, garantissant ainsi la sécurité et la fiabilité du laser.
En raison de la faible absorbance du laser et de la conductivité thermique élevée du cuivre rouge, la surface du cuivre rouge reste dans un état de miroir, ce qui entraîne un flux constant de laser vers la tête de sortie de la fibre optique. Cela permet d'évaluer les capacités anti-reflet de la nouvelle tête de sortie à fibre optique.
Coupe du cuivre rouge et coupe anormale
S'il est utilisé correctement, le laser Raycus peut découper efficacement des matériaux à haute réflexion tels que plaques d'aluminiumLe cuivre, le laiton et le cuivre rouge permettent de réaliser des coupes efficaces et d'obtenir des effets de section souhaitables.
L'essai de traitement anormal de la réflexion élevée est effectué pour évaluer les capacités antiréflexion élevée du laser.
En marquant d'avant en arrière sur une plaque de cuivre rouge, le laser ne pénètre pas la plaque, ce qui entraîne un retour de lumière élevé. Malgré cela, le laser continue à fonctionner normalement, ce qui démontre les capacités anti-reflet élevées du laser Raycus.
Affichage du signal
Le test de haute réflexion démontre que le signal de surveillance de la haute réflexion peut être transmis à l'écran d'affichage en temps réel pendant le processus de coupe.
En cas de traitement anormal, le signal de haute réflexion peut être contrôlé et sa valeur reste dans le seuil laser.
Si la réflexion élevée dépasse un certain seuil, l'alarme de la machine est activée afin d'avertir le personnel de vérifier l'opération pour détecter d'éventuelles erreurs.
Les suggestions suivantes sont fournies par l'ingénieur des procédés pour la découpe des matériaux à haute réflexion :
(1) Lors de la découpe du laiton, du cuivre rouge et d'autres matériaux, il est conseillé de maintenir une vitesse modérée et de laisser un certain espace, en évitant les extrêmes.
(2) Le cuivre rouge doit être coupé à l'oxygène et non à l'azote ou à l'air.
Dans les cas suivants, la machine doit être arrêtée immédiatement pour être inspectée :
(1) Contamination du miroir de protection inférieur.
(2) Absence de pénétration dans le matériau lors d'une coupe à haute réflexion.
(3) Pénétration du matériau lors d'une coupe à haute réflexion, mais pas de coupe complète.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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