热透镜效应在激光应用(yòng)中的影响
功率(lǜ)越高、加工高反材料,光学元件(jiàn)受热膨胀越迅速,热透(tòu)镜越明显;产生热(rè)透镜效(xiào)应时,光学元件受(shòu)热(rè)膨胀(zhàng),出现聚焦能力变强,聚焦(jiāo)光斑尺(chǐ)寸变(biàn)小,焦距和焦深变短现象。
这些现象的产生,最终会造(zào)成激光加工不稳定,影响激光加工效果(guǒ)。
1、对打标的(de)影响
(1)氧化铝(lǚ)打黑:发生热透镜效应时,焦距变短,材(cái)料表面能量(liàng)密度(dù)降低,氧化铝打不黑,严重时出现中心和边缘效果黑(hēi)度不一致现(xiàn)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(gōng)率深雕时,由于热透镜效应(yīng),材料处能量密度迅速下降,造成金属打不深。由于光学元(yuán)件中心比边缘膨胀(zhàng)大,出现中心浅,四周深(shēn)现象(深度不一致)。
(3)薄片(piàn)切割:根据不同的材料,脉冲光纤激光器切割(gē)薄片通常(cháng)采(cǎi)用单次慢速或多次快这(zhè)两种方法。热膨(péng)胀与冷却回缩(suō)可以在很短时间(<1S)内发生,因此(cǐ)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(de)影响
(1)金属薄片点焊:对于高功率光纤激光器点焊金属薄(báo)片,热透镜效应会造成焊点大小不一(yī)致,焊接不牢(láo)固性,拉拔力不够。
(2)金属连续焊:连续光(guāng)焊接金属相对于切割,反射率更高。高功率焊(hàn)接时,热透镜效应会造成焊(hàn)接前部分正常,后部分焊接(jiē)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(míng)显。
3、对切(qiē)割的影响
(1)不(bú)锈钢(gāng)切割:不锈(xiù)钢切割(gē)时,热透镜效应会造成(chéng)切割面不一致,挂渣越来越多,甚至(zhì)出(chū)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(chéng)底部熔渣越来越多(duō),切割不(bú)断问题。