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热透镜效应在激光应用中的影响
发布者:admin 添加时间:2020/3/4 浏览次数:1416
功率越高、加工高反材料,光学元件受热膨胀越迅速,热透镜越明显;产生热透镜效应时,光学元件受热膨胀,出现聚焦能力变强,聚焦光斑尺寸变小,焦距和焦深变短现象。

这些现象的产生,最终会造成激光加工不稳定,影响激光加工效果。

1、对打标的影响

(1)氧化铝打黑:发生热透镜效应时,焦距变短,材料表面能量密度降低,氧化铝打不黑,严重时出现中心和边缘效果黑度不一致现象。

(2)金属深雕:金属深雕一般使用焦距(焦深)短的场镜,当高功率深雕时,由于热透镜效应,材料处能量密度迅速下降,造成金属打不深。由于光学元件中心比边缘膨胀大,出现中心浅,四周深现象(深度不一致)。

(3)薄片切割:根据不同的材料,脉冲光纤激光器切割薄片通常采用单次慢速或多次快这两种方法。热膨胀与冷却回缩可以在很短时间(<1S)内发生,因此切割时出现起始位置可以切穿,其它位置切不穿材料。

2、对焊接的影响

(1)金属薄片点焊:对于高功率光纤激光器点焊金属薄片,热透镜效应会造成焊点大小不一致,焊接不牢固性,拉拔力不够。

(2)金属连续焊:连续光焊接金属相对于切割,反射率更高。高功率焊接时,热透镜效应会造成焊接前部分正常,后部分焊接深度浅或完全焊不透。焊接铝和铜高反材料,热透镜效应更明显。

3、对切割的影响

(1)不锈钢切割:不锈钢切割时,热透镜效应会造成切割面不一致,挂渣越来越多,甚至出现切割不断问题。

(2)碳钢切割:碳钢切割时,热透镜效应会造成底部熔渣越来越多,切割不断问题。

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