Защитная линза для головки лазерной резки: почему качество имеет значение?

1. Введение

Режущая головка станка лазерной резки работает в жестких условиях и требует защиты внутренних компонентов, особенно таких дорогостоящих, как коллиматор и фокусирующая линза. Для этого в режущей головке устанавливаются верхние и нижние защитные линзы.

В процессе резки пыль и брызги, образующиеся на поверхности заготовки, могут серьезно повредить фокусирующую линзу, если попадут в режущую головку. Нижняя защитная линза помогает предотвратить это, блокируя эти частицы.

Чистота защитной линзы имеет решающее значение для производительности и качества лазерная резка машина. Если линза загрязнится, это не только повлияет на эффект и эффективность резки, но и может привести к повреждению внутренних компонентов режущей головки и выходной лазерной головки.

Для достижения оптимальных результатов важно использовать защитные линзы, изготовленные из материалов с высоким светопропусканием, низким коэффициентом теплового расширения и хорошей прочностью. Если линза загрязняется в процессе обработки, ее необходимо очистить или заменить.

Рис. 1 Головка для лазерной резки

При обработке защитных линз предъявляются особые требования к выбору базовых материалов, точности, дефектам поверхности, покрытию, стабильности и механическим свойствам, таким как удельный вес, хрупкость, прочность на разрыв, прочность на сжатие и твердость. Эти требования также проявляются в процессах подготовки материала, складывания отходов, навешивания песка, шлифовки, отбора керна и нанесения покрытия.

Только после строгой проверки качества готовая продукция может считаться готовой к выпуску на рынок. Выбор обычных материалов подложки и пропуск процесса нанесения покрытия в попытке снизить затраты может привести к получению линз низкого качества с низким светопропусканием, плохой термостойкостью и склонностью к легкому разрушению. Это может привести к тому, что линза лопнет или разобьется, выпустив частицы порошка, которые могут загрязнить всю режущую головку и повредить дорогостоящие компоненты, такие как фокусирующая линза и датчик.

Расходы на ремонт поврежденной режущей головки могут достигать 2-50% от стоимости новой, что приводит к задержкам в производстве и обработке, а также к большим экономическим потерям. Чтобы избежать этих потерь, рекомендуется приобретать лазерные аксессуары у авторитетного производителя по обычным каналам.

2. Aнегативные последствия некачественных защитных линзы

2.1 Эффект тепловой линзы вызывает смещение фокуса режущей головки

Некачественная защитная линза может увеличить поглощающую способность лазера. После длительного воздействия лазерного излучения температура повышается, вызывая тепловую деформацию и тепловая линза эффект. Это, в свою очередь, приводит к смещению фокуса режущей головки. Чем выше мощность и обработка материалов с высоким уровнем отражения, тем быстрее происходит тепловое расширение оптического элемента и тем сильнее выражен тепловая линза эффект будет.

• Когда резка нержавеющей сталиЭффект тепловой линзы может привести к несовпадению сечений резки, образованию все большего количества шлака и потенциальной невозможности резки.
• При резке углеродистой стали эффект тепловой линзы может привести к образованию все большего количества шлака в нижней части реза, что затрудняет точную резку.

Рис. 2 Эффект тепловой линзы

2.2 Температура выгорания/прогорания защитной линзы

Защитная линза низкого качества обладает ограниченной способностью блокировать пыль и брызги во время обработки и может привести к возникновению очага возгорания. При обработке с помощью головки сверхвысокой мощности 10000 Вт очень важно тщательно выбирать защитную линзу. Линза низкого качества может привести к прогоранию линзы при воздействии лазера мощностью 10000 Вт в тяжелых ситуациях.

Рис. 3 Температура выгорания защитной линзы / прогорания

2.3 Точка сгорания фокусирующей линзы

Если своевременно не обнаружить прогорание защитной линзы, то непрерывная лазерная обработка образуются твердые частицы пыли, которые могут загрязнить компоненты установки, уплотнительное кольцо и нижнюю поверхность фокусирующей линзы.

Это может привести к образованию точки ожога на поверхности фокусирующей линзы. В этом случае необходимо тщательно очистить и заменить весь комплект установочных компонентов и модуль фокусирующей линзы.

Рис. 4 Точка сгорания фокусирующей линзы

2.4 Выгорание выходной головки лазера

Если защитная линза сгорит, коллиматор и модуль фокусирующей линзы в режущей головке могут быть повреждены под воздействием мощного лазера.

В тяжелых случаях, если внутренние оптические элементы режущей головки повреждены, оптический путь становится ненормальным, и отраженный свет вызывает чрезмерный нагрев оконной заготовки в лазерное волокно выходной головки, что приводит к перегоранию кристалла QBH или LOE. В этом случае необходимо заменить всю выходную головку лазера.

Рис. 5 Выгорание выходной головки лазера

Использование низкокачественных защитных линз не только сокращает срок службы режущей головки и приводит к различным несчастным случаям, но и негативно сказывается на ходе и качестве обработки, что приводит к увеличению затрат на обработку и снижению эффективности производства.

Поэтому рекомендуется приобретать защитные линзы только у проверенных производителей и по надежным каналам, чтобы избежать значительных потерь и неудовлетворительных приобретений.