Con el desarrollo de la industria del láser, existe una mayor demanda de láseres de fibra de alta potencia. En aplicaciones de alta potencia, aparecerán una serie de nuevos problemas que afectan la estabilidad del procesamiento láser, como los efectos de lentes térmicos.

1. ¿Qué es el efecto de lente térmica?

La mala calidad de los componentes ópticos, suciedad, daños y otras son razones que influye un subido de la tasa de absorción del láser. Después de que el rayo láser irradia continuamente el elemento óptico durante un tiempo prolongado, la temperatura aumenta y se produce una deformación térmica, lo que a su vez hace que el índice de refracción y la dirección de reflexión del elemento óptico cambien. El efecto de lente térmica cambiará la posición del foco láser (cintura del rayo), afectando así el efecto de aplicación.

El siguiente paso es analizar los componentes ópticos que son propensos a problemas de lentes térmicos en diferentes equipos de aplicación de láser.

2. La influencia del efecto de la lente térmica en las aplicaciones láser

Cuanto mayor sea la potencia y el procesamiento de materiales altamente reflectantes, más rápida será la expansión térmica de los componentes ópticos y más obvia será la lente térmica; Cuando se genera el efecto de lente térmica, los elementos ópticos se expanden debido al calor y la capacidad de enfoque se vuelve más fuerte, el tamaño del punto focal se reduce y la distancia focal y la profundidad focal se acortan. La ocurrencia de estos fenómenos eventualmente hará que el procesamiento del láser sea inestable y afectará el efecto del procesamiento del láser. 

Impacto en el marcado

- El aluminio anodizado se marca en negro

Cuando se produce el efecto de lente térmica, la distancia focal se acorta, la densidad de energía superficial del material se reduce y el óxido de aluminio no se puede ennegrecer. En casos severos, la negrura del centro y los efectos del borde es inconsistente.

- Se marca profundamente en metal

Grabar profundamente en metal generalmente utiliza una lente con una distancia focal corta (profundidad de enfoque). Cuando se realiza grabado profundo de alta potencia, debido al efecto de lente térmica, la densidad de energía en el material cae rápidamente, haciendo que el metal se graba no profundamente. Dado que el centro del elemento óptico se expande más que el borde, el centro es poco profundo y el entorno es profundo (la profundidad no es consistente). 

- Cortar metal delgado

De acuerdo con los diferentes materiales, fuente de láser de fibra pulsada corta láminas delgadas generalmente adopta dos métodos: velocidad lenta con única vez o velocidades rápidas con varias veces. La expansión térmica y la retracción por enfriamiento pueden ocurrir en muy poco tiempo (<1S), por lo que la posición inicial se puede cortar y el material no se puede cortar en otras posiciones.

Impacto en el soldado

- Soldadura por puntos de metal delgado

Para fuente de láser con alta potencia, el efecto de lente térmica provocará un tamaño de punto de soldadura inconsistente, una soldadura débil y una fuerza de tracción insuficiente.

- Soldadura continua de metales

El metal de soldadura de luz continua tiene una mayor reflectividad que el corte.En la soldadura de alta potencia, el efecto de lente térmica hará que la parte frontal de la soldadura sea normal y la parte posterior de la profundidad de soldadura puede ser poco profunda o incompleta. Soldando materiales de aluminio y cobre, el efecto de lente térmica es más obvio. 

Impacto en el corte

- cortar acero inoxidable

El efecto de lente térmica hará que la superficie de corte sea inconsistente, más y más escoria, e incluso un fenómeno de que la placa no se puede cortar.

- cortar acero al carbono

El efecto de lente térmica provocará cada vez más escoria en la parte inferior de la hoja y también se producirá el problema de la impenetrabilidad.

3. Solución de efecto de lente térmica

Solución al efecto de lente térmica de la lente en galvanómetro