O que é alta reflexão?
De modo geral, alta reflexão refere-se à baixa resistência dos materiais processados, à superfície lisa e à baixa taxa de absorção dos lasers infravermelhos próximos. A figura mostra o coeficiente de absorção de elementos metálicos comuns, o que resulta na emissão de um grande número de lasers.
Além disso, na maioria dos cenários de uso do laser, o material é perpendicular ao laser ou com um pequeno ângulo de inclinação.
Como resultado, o laser retornado entra novamente no cabeçote de saída e até mesmo uma parte da luz de retorno é acoplada à fibra de transferência de energia e transmitida de volta ao laser, levando a altas temperaturas contínuas nos componentes principais do laser.
Esquema específico de implementação de anti-alta reflexão
No processo de processamento de materiais de alta reflexão, o laser de alta reflexão pode causar danos ao cabeçote de corte ou soldagem e à fonte de laser se entrar na fonte de laser. Isto é especialmente verdadeiro para produtos de laser de fibra de alta potência, onde a potência de retorno do laser é significativamente maior e o risco de danos é maior. Se o material não for penetrado durante o corte, a luz de retorno de alta potência pode retornar para o interior do laser e causar danos.
Para resolver esses problemas, a equipe de P&D da Raycus laser projetou um design de proteção contra luz anti-alta reflexão de quatro níveis e adicionou várias funções de monitoramento de luz de retorno para garantir proteção em tempo real do laser em caso de processamento anormal.
01 Cdesign de luz anti-alta reflexão lass IV
Design anti-alta reflexão da cabeça de saída do cabo óptico
Os cabeçotes de saída de fibra óptica QBH, QD e QP projetados pelo laser Raycus são projetados para converter efetivamente a luz de retorno incontrolável em luz e calor absorvíveis, melhorando a capacidade de absorção e dissipação de calor do cabeçote de saída e minimizando o impacto da luz de retorno nos componentes internos .
No sistema de processamento a laser, o laser de retorno pode impactar a cabeça do cabo óptico de saída e causar aquecimento ou danos. Para garantir a segurança do cabo óptico de saída, um dispositivo primário de remoção de luz de retorno foi integrado ao cabo óptico de saída, conforme mostrado na figura, no topo do projeto original.
O design anti-alta reflexão adicionado à extremidade do cabo óptico ajuda a reduzir os danos à estrutura óptica interna do laser, removendo imediatamente a maior parte do laser retornado. Este design, combinado com um sistema de resfriamento a água, absorve efetivamente o laser despojado retornado e elimina seu impacto térmico na cabeça de saída do cabo óptico.
Design antirreflexo de dois estágios no módulo de combinação de feixe
Os produtos laser multimódulos de alta potência são construídos principalmente usando vários módulos unitários em uma combinação de feixe.
Ao cortar materiais de alta reflexão, alguma luz ainda pode ser transmitida para trás na combinação de feixes através do cabo óptico de saída, mesmo depois de passar pelo design primário anti-alta reflexão no cabo.
Portanto, para garantir a segurança e a confiabilidade dos dispositivos ópticos e do projeto do caminho óptico dentro da combinação de feixe, um projeto de proteção anti-alta reflexão de dois estágios é adicionado, conforme ilustrado na figura.
A remoção passo a passo do laser de retorno garante a segurança dos dispositivos ópticos de proteção anti-alta reflexão e reduz o impacto do laser de retorno na estrutura do caminho óptico do laser.
Design anti-reflexo no módulo da unidade
Devido à presença de um ressonador óptico dentro do módulo da unidade, quando o laser de retorno de baixa potência entra e é amplificado repetidamente pelo ressonador, ele pode impactar seriamente a estabilidade óptica do laser e aumentar a probabilidade de danos ao laser.
Para aumentar a estabilidade e a confiabilidade do laser durante o corte reverso de alta potência, o módulo da unidade inclui um dispositivo anti-reflexo alto, em conjunto com seu design de caminho óptico, conforme ilustrado na figura.
02 Design de monitoramento de software múltiplo de alto anti-reflexo (importado sucessivamente)
A proteção de software de alta reflexão refere-se ao mecanismo de monitoramento e proteção que é ativado quando uma forte retrorreflexão gerada pelo laser entra no sistema óptico do laser durante o processamento de materiais de alta reflexão, levando à instabilidade da operação do laser ou danos aos dispositivos ópticos.
Embora o dispositivo anti-alta reflexão possa garantir que o laser continue a funcionar sem danos dentro de um limite específico de potência do laser de retorno, ainda existe o risco de danos se esse limite for excedido. Para garantir a proteção oportuna do laser em caso de potência de retorno excessiva do laser, vários designs de alta proteção anti-software foram adicionados em produtos de laser de alta potência com vários módulos.
Projeto de alta proteção anti-interferência para cabo óptico de saída
Quando a potência óptica de retorno é alta, parte do laser retornado retornará ao cabo óptico de saída ao longo de seu caminho original, enquanto o restante impactará diretamente a frente do cabo óptico de saída.
Ao realizar pesquisas sobre transmissão de laser de retorno e tecnologia de integração de funções de monitoramento, integramos múltiplas funções de detecção, como monitoramento de laser e monitoramento de luz de retorno, no monitoramento de temperatura do cabo óptico para monitoramento em tempo real do laser de retorno.
Se a potência do laser de retorno exceder a capacidade do laser, o laser será desligado e um alarme soará imediatamente para evitar danos. Isso também serve como um lembrete ao cliente de que há um problema com o processamento.
Combinação de feixe e módulo óptico com design de alta proteção
Dado que existem dois tipos de laser de retorno: laser central e laser de revestimento, além do design de alta antiproteção do cabo óptico de saída, também incorporamos um módulo de alta antidetecção dentro da combinação de feixe para monitorar a transmissão reversa potência do laser e rastreie a potência do laser de retorno em tempo real.
Este módulo de detecção de alta reflexão pode detectar lasers de núcleo e de revestimento, reduzindo efetivamente o risco de danos ao laser causados pelo laser de retorno do núcleo, que poderiam passar despercebidos se apenas o laser de retorno de revestimento estivesse sendo monitorado.
No caso de laser de alto retorno, o módulo desligará o laser e acionará um alarme, garantindo a segurança e confiabilidade do laser.
03 Teste de corte
Devido à baixa absorção do laser e à alta condutividade térmica do cobre vermelho, a superfície do cobre vermelho permanece em um estado espelhado, fazendo com que um fluxo constante de laser retorne ao cabeçote de saída da fibra óptica. Isto permite a avaliação das capacidades anti-alta reflexão do novo cabeçote de saída de fibra óptica.
Corte de alumínio
Corte de cobre vermelho e corte anormal
Com operação adequada, o laser Raycus pode cortar com eficácia materiais de alta reflexão, como placas de alumínio, latão e cobre vermelho, resultando em cortes eficientes e efeitos transversais desejáveis.
O teste de processamento anormal de alta reflexão é conduzido para avaliar as capacidades anti-alta reflexão do laser.
Ao marcar para frente e para trás em uma placa de cobre vermelha, o laser não penetra na placa, resultando em um alto retorno de luz. Apesar disso, o laser continua a funcionar normalmente, demonstrando as fortes capacidades anti-alta reflexão do laser Raycus.
Exibição de sinal
O teste de alta reflexão demonstra que o sinal de monitoramento de alta reflexão pode ser transmitido para a tela em tempo real durante o processo de corte.
No caso de processamento anormal, o sinal de alta reflexão pode ser monitorado e seu valor permanece dentro do limite do laser.
Se a alta reflexão exceder um determinado limite, o alarme da máquina será ativado para alertar a equipe para verificar se há erros na operação.
As sugestões a seguir são fornecidas pelo engenheiro de processo para corte de materiais de alta reflexão:
(1) Ao cortar latão, cobre vermelho e outros materiais, é aconselhável manter uma velocidade moderada e deixar algum espaço, evitando extremos.
(2) O cobre vermelho deve ser cortado com oxigênio, não com nitrogênio ou ar.
No caso dos seguintes problemas, a máquina deve ser parada imediatamente para inspeção:
(1) Contaminação do espelho protetor inferior.
(2) Falha na penetração do material durante corte de alta reflexão.
(3) Penetração do material durante o corte de alta reflexão, mas falha no corte completo.
