Qu'est-ce que l'effet de lentille thermique？ L'absorptivité du laser augmente en raison de la mauvaise qualité, de la saleté et de l'endommagement des éléments optiques. L'exposition continue à des faisceaux laser pendant une période prolongée peut provoquer une déformation thermique, modifiant l'indice de réfraction de l'élément optique de transmission et changeant la direction de réflexion de l'élément optique réfléchissant. Cette [...]
L'absorptivité du laser augmente en raison de la mauvaise qualité, de la saleté et de l'endommagement des éléments optiques. L'exposition continue à des faisceaux laser pendant une période prolongée peut provoquer une déformation thermique, modifiant l'indice de réfraction de l'élément optique de transmission et changeant la direction de réflexion de l'élément optique réfléchissant.
Il en résulte une modification de la position du foyer du laser (taille du faisceau), ce qui affecte son application. Les éléments optiques transparents ont une plus grande capacité d'absorption du laser et une plus grande augmentation de la température, ce qui accentue l'effet de lentille thermique.
Dans cet article, nous analyserons les éléments optiques susceptibles de présenter des problèmes de lentilles thermiques dans divers équipements d'application laser.
Plus la dilatation thermique d'un élément optique est rapide, plus son effet de lentille thermique est important, en raison de la puissance élevée et du traitement avancé des matériaux inverses.
L'effet thermique de la lentille se produit lorsque la chaleur provoque l'expansion de l'élément optique, ce qui entraîne une augmentation du pouvoir de mise au point, une réduction de la taille de la tache focale, ainsi qu'une longueur et une profondeur focales plus courtes.
Ces phénomènes peuvent entraîner une instabilité pendant traitement au laserce qui, en fin de compte, a une incidence sur son efficacité.
(1) Noircissement de l'alumine :
Lorsque l'effet de lentille thermique se produit, la longueur focale se raccourcit, la densité d'énergie de surface du matériau diminue et le noircissement de l'alumine devient impossible. Dans les cas les plus graves, l'effet de noircissement au centre et au bord peut devenir incohérent.
(2) Sculpture métallique profonde :
Les sculptures profondes en métal utilisent généralement des miroirs de champ avec une faible distance focale (profondeur de champ).
Lors de la gravure profonde à haute puissance, l'effet de lentille thermique entraîne une diminution rapide de la densité d'énergie du matériau, ce qui se traduit par une profondeur plus faible dans le métal.
En raison de la plus grande dilatation au centre de l'élément optique par rapport au bord, le centre est moins profond et la profondeur autour de lui est inégale.
(3) Scoupe à blanc:
Les lasers à fibre pulsée utilisent soit une seule vitesse lente, soit plusieurs méthodes de découpe rapide, en fonction du type de matériau traité.
En raison de la dilatation thermique rapide et de la rétraction due au refroidissement qui se produisent dans un laps de temps très court (< 1 s), la position de départ de la coupe peut être coupée avec succès, tandis que d'autres positions peuvent ne pas pouvoir être coupées.
(1) Tôle le soudage par points :
Lors de l'utilisation d'un laser à fibre haute puissance pour le soudage par points de tôles, l'effet de lentille thermique peut entraîner des tailles de joints incohérentes, un soudage instable et une force d'étirement insuffisante.
(2) Ce soudage en continu de métaux :
La réflectivité du métal en continu soudage léger est plus élevé que lors de la coupe.
Lors du soudage à haute puissance, l'effet de lentille thermique peut rendre la partie avant de la soudure normale, tandis que la partie arrière peut être peu profonde ou complètement impénétrable.
L'effet de lentille thermique est particulièrement prononcé lors du soudage de l'aluminium et du cuivre, qui sont des matériaux très réfléchissants.
(1) Sindolore découpe de l'acier:
Quand coupe de l'acier inoxydableL'effet de lentille thermique peut conduire à des surfaces de coupe irrégulières, à une augmentation des scories et même à des difficultés à maintenir une coupe continue.
(2) Ccoupe de l'acier arbon :
Lors du découpage de l'acier au carbone, l'effet de lentille thermique peut entraîner une augmentation du laitier au fond et des difficultés à maintenir une coupe continue.
Galvanomètre
| Élément optique | Causes de la lentille thermique | Solution à l'effet de lentille thermique |
| Tête de sortie laser | Lentille ou cristal de la tête de sortie sale ou endommagé | Inspection et nettoyage avant l'installation |
| Collimateur (pour les lasers à ondes entretenues) | Mauvaise qualité, saleté et endommagement de la lentille de collimation | Nettoyer la lentille de collimation ou remplacer le collimateur par une lentille de bonne qualité. |
| Objectif combiné | Mauvaise qualité, saleté et détérioration de la lentille combinée | Sélectionnez le laser rouge autonome ou remplacez la lentille de combinaison du faisceau par une lentille de bonne qualité. |
| Miroir de champ | Mauvaise qualité, saleté et détérioration de l'objectif de champ | Nettoyer la lentille de champ ou remplacer la lentille de champ en quartz |
Comparaison de la lentille photosynthétique rouge et de la lentille thermique
Comparaison de la lentille de champ et de la lentille thermique
Soudage au laser tête
Tête de découpe laser
| Élément optique | Causes de la lentille thermique | Solution à l'effet de lentille thermique | |
|---|---|---|---|
| Tête de sortie laser | Lentille ou cristal de la tête de sortie sale ou endommagé | Inspection et nettoyage avant l'installation | |
| Tête de coupe / tête de soudage | Lentille de protection supérieure | Mauvaise qualité, saleté et détérioration de l'objectif | Nettoyer la lentille ou la remplacer par une lentille de bonne qualité |
| lentille de collimation | |||
| Groupe de lentilles de mise au point | |||
| Lentille de protection inférieure | |||
Comparaison avant et arrière de la lentille de protection inférieure et de la lentille thermique
Contraste avant et arrière de la lentille de mise au point et de la lentille thermique
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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