Módszerek az ipari hegesztőgép-lézerek élettartamának meghosszabbítására

Az ok, amiért a hegesztőgép lézerei könnyen megsérülnek.

hegesztés

A lézeres vágási eljárás nagy teljesítményű és nagy sűrűségű lézersugarakkal pásztázza a munkadarab felületét, és lokálisan melegíti fel az anyagot több ezer vagy akár több tízezer Celsius-fokra nagyon rövid idő alatt, így a besugárzott anyag gyorsan elpárolog. és megolvad. , egyidejűleg kialszik vagy eléri a gyulladási pontot, az olvadt anyagot a sugárral koaxiális nagysebességű légáramlás elfújja, hogy levágja a munkadarabot és elérje az anyag vágási célját. Jelenleg a nagy háztartási acélgyárakban a sűrített levegő tisztasága gyakran nem felel meg a nagy pontosságú követelményeknek. Ez az egyik fő oka annak, hogy a lézerhegesztőgép kimeneti tükrében lévő fényvezető rendszer gyakran szennyezett. Ezenkívül a perifériás vízhűtést jelenleg általánosan használják a kimeneti tükör hűtésére, és meghibásodási módjai hőkárosodásban és termikus deformációban tükröződnek. A belső felületen a tükröződésgátló bevonat, a külső felület, az alapanyag és a lencsefelület tükröződésgátló bevonatának felszívódása által okozott hődeformáció nagy hatással lesz a kimeneti sugár minőségére, súlyos esetekben akár a kimeneti tükör károsodását is okozhatja. Nagy lézerteljesítmény-sűrűség esetén a kimeneti tükör nem tudja eloszlatni az általa elnyelt hőt, így a hőmérséklet folyamatosan emelkedik. Az abszorpció tovább növekszik, ami az aljzat hőmérsékletének további emelkedését okozza. Ismételt ciklusok során a lézerkimeneti tükör eltörhet a túlzott hőterhelés miatt. Mivel a lézerkimenetű ablak átviteli tükör hőmérséklete túl magas, és a központi rész túlságosan kitágul, a központi rész kidudorodik és deformálódik. Mivel a lézersugár központi intenzitású felülete fokozatosan gyengül a szélek felé, a fényintenzitás eloszlása ​​a sugár keresztmetszetén belül nem túl egyenletes, ami a középpontban rossz hőeloszlási feltételekhez és a lencse mindenhol egyenetlen tágulásához vezet. Mivel a lencse anyagának pozitív törésmutatója és hőmérsékleti együtthatója van, olyan hatást kelt, mint egy domború lencse, ami nagymértékben csökkenti a hegesztőgép lézerkimeneti tükre élettartamát.

A lézer kimeneti tükör hőlencse hatása

A nagy teljesítményű lézerekben leggyakrabban a ZnSe (cink-szelenid) kimeneti tükröt és egy német cég YK52 lézervágó fejét használják. Az YK52 vágófej nagyobb, 52 mm átmérőjű lencsével rendelkezik, így alkalmas alacsonyabb sugárzási minőségű vagy nagyobb teljesítményű lézerekhez. A hosszú kollimációs gyújtótávnak és a fókuszálási gyújtótávnak köszönhetően a lézer fókusztávolsága optimálisan állítható. A lézerkimeneti tükör külső felületén a fő szennyezőforrás a levegőben lévő por, a belső felületen pedig a katódkisülés és a lézer működési közegének porlasztása. Mindkét típusú szennyezés véletlenszerű és nem univerzális. A berendezés használati útmutatója szerint a nagy teljesítményű CO2 lézer hatására a ZnSe lencse középső hőmérséklete a legmagasabb, a víz hőmérséklete a periféria és a vízhűtő köpeny találkozásánál tartható, és a külső felület jóval alacsonyabb, mint a belső felület. A terepi vizsgálati adatok alapján kiderült, hogy a ZnSe üregdarab termikus deformációja egyenesen arányos a lézer kimeneti teljesítményével, a nagy fényvisszaverő képességű film abszorpciós együtthatójával és magának a hordozónak a hőtágulási együtthatójával, és fordítottan arányos a az alapanyag hővezető képessége és az üregdarab áteresztőképessége. Nincs összefüggés a ZnSe lencse közepén lévő fényáteresztési sugár és a termikus deformáció mértéke között. A lencse termikus deformációja növekszik a teljesítménysűrűség növekedésével, ahogy a folt átmérője csökken. Viszonylagosan a lencse közepén a hűtési feltételek javulnak, mivel a perifériás hűtővíz-köpeny sugara csökken. Ha a lencse szennyezett, a lencse β abszorpciós együtthatója gyorsan megnő, ami komolyabb termikus lencsehatást eredményez. Ez a jelenség gyakran előfordul a tényleges munkában. 4 A termikus lencsehatás hatása a sugár minőségére és a lézeres feldolgozásra

A sugár minőségére gyakorolt ​​hatás

A ZnSe kimeneti tükör termikus lencse hatása a kimeneti sugár önfókuszálását okozza. Ahogy a lézer kimeneti teljesítménye tovább növekszik, az önfókuszáló jelenség súlyosbodik. A kimeneti tükör deformációja miatt a kimeneti pont átmérője kisebb lesz Hatás a lézeres feldolgozásra (1) A lézerteljesítmény csökkenése miatt a fókuszálás utáni lézerteljesítménysűrűség elkerülhetetlenül csökken, ami befolyásolja a feldolgozás minőségét. (2) A kimeneti tükör fókuszáló hatása miatt a távoli sugárnyaláb átmérője kisebb lesz. Mivel a fókuszálás után a folt mérete fordítottan arányos a sugár átmérőjével a fókuszálás előtt, így a fókuszált sugár átmérőjének növekedésével a teljesítménysűrűség csökken. (3) Ahogy a sugár átmérője a fókuszálás előtt csökken, a fókuszáló tükör által elviselt teljesítménysűrűség növekszik, aminek következtében a fókuszáló tükör termikus lencsehatást kelt, és a fókuszáló fókusz eltolódik.

Módszerek a lézerek élettartamának meghosszabbítására

Jelenleg az acélipari vállalatok általában perifériás vízhűtést alkalmaznak, hogy megakadályozzák a termikus deformációt és a kimeneti tükör hőhibáját. A vezérlőrendszer vezérelheti a hűtő indítását és leállítását, és befejezheti a lézer használatát. Ha a hűtő hűtővízének hőmérséklete, áramlási sebessége, nyomása és egyéb paraméterei megfelelnek a beállított követelményeknek, a lézer fényt bocsát ki. Ha rendellenesség lép fel a keringető hűtőben, vagy ha a hűtővíz paraméterei meghaladják a megengedett tartományt, a lézert időben le kell kapcsolni, és megfelelő riasztási információkat kell megjeleníteni a helyszíni kezelők időben történő hibaelhárítása érdekében. Lézeres vágási és hegesztési vezérlőrendszerekkel lézeres vezérlés és hibadiagnosztika érhető el. Ezenkívül hűtési intézkedéseket kell tenni a csőfalon, hogy csökkentsék a csőben lévő gáz hőmérsékletét, ellenkező esetben a kimeneti teljesítmény tovább csökken, amíg el nem éri a nullát. A lézer kimeneti teljesítményének növelése és a lézer élettartamának meghosszabbítása érdekében, amikor a külső hőmérséklet nem változtatható, a lézerben lévő gázt le kell hűteni, és biztosítani kell a következő pontokat:

(1) A vízhűtő berendezés rendszeres tisztítása ellenőrző eszközökön keresztül, biztosítsa a ZnSe ablak vízhűtő hatását;

(2) Szigorúan biztosítsa a lézeres munkagáz tisztaságát, tartsa tisztán a gázt, és kerülje el a kimeneti tükör belső felületének szennyeződését;

(3) Öblítse ki a hegesztőgép-lézer kimeneti tükörének külső felületét nitrogénnel, távolítsa el a kimeneti tükör által termelt hőt, amikor a lézer működik; ugyanakkor pozitív nyomást generál a lézerkimeneti tükör optikai útrészében, csökkentve a lézerhegesztőgép meghibásodásának és leállásának előfordulását, csökkentve a lézerkimeneti tükör meghibásodásának előfordulását és javítva a gyártás hatékonyságát.

(4) Bizonyos nyomáskülönbségnek kell lennie az optikai út belső és külső része között, hogy folyamatosan fenntartsák az optikai út tömítését, hogy megakadályozzák a levegőben lévő por bejutását a lézerbe és a lencse külső felületének szennyeződését; ráadásul azonos hegesztési teljesítmény és hegesztési sebesség mellett a szálas lézerek használatával jobb eredményeket lehet elérni. Kis olvadékszélesség és kis hőhatású zóna. A szállézeres hegesztési minta olvadási szélessége a CO1 lézerhegesztési minta körülbelül 2/2-e. Ennek az az oka, hogy az anyag nagy abszorpciós sebességgel rendelkezik a szálas lézerlézerrel, és könnyen kialakítja a mélybehatoló hegesztéshez szükséges „kulcslyukat”, valamint a lézersugár energiája átjut a kulcslyukon, a kulcslyukban lévő fémgőzön és a plazmán. a kulcslyukban az anyag mélységébe jutnak át, és a keletkező mély behatolású hegesztési varrat keskeny és mély.

Kérjen gyors árajánlatot

1 munkanapon belül felvesszük Önnel a kapcsolatot, kérjük, figyelje a „@jqlaser.com” utótagú e-mailt. 

Kérjen gyors árajánlatot

1 munkanapon belül felvesszük Önnel a kapcsolatot, kérjük, figyelje a „@jqlaser.com” utótagú e-mailt. 

Kérjen gyors árajánlatot

1 munkanapon belül felvesszük Önnel a kapcsolatot, kérjük, figyelje a „@jqlaser.com” utótagú e-mailt.