济南激光切割加工的热透镜效应

　　当激光切割机的激光束透射的光学元件(如加工透镜、PR镜或窗口)上有污渍时，激光束透射后会产生热透镜效应，切割表面会变得粗糙，有挂渣，甚至过烧。当济南激光切割加工质量变差时，在判断是否受到热透镜效应的影响时，首先检查光学元件的性能是否随激光束的照射时间而变化。在加工开始时，光学元件仍处于低温状态，随着加工的进行，热透镜效应的影响将从切削表面的质量上表现出来。

　　[原因]

　　反射光学元件(如折射器)可直接从其背面用高x冷却，反射光学元件几乎不产生热镜效应;透射光学元件只能通过其周围的冷却来间接冷却，并且会在光学元件的两侧产生热量，因此容易产生热透镜效应。当光学元件温度升高时，会产生热变形，激光切割机激光束的折射率也会发生变化，激光束的聚焦特性也会发生变化。

　　[解决方法]

　　比较了激光切割机加工工件前后的切割表面。在加工初期，由于激光束辐照时间短，光学元件仍处于低温状态，热透镜效应的影响相对较小。在切割时间需要超过10s的加工结束时，由于光学元件被激光束长时间照射，会发生热透镜效应，焦点位置和光束模式也会发生变化。

　　一旦焦点位置改变或光束模式改变，在连续照射过程中不会自动恢复到原始状态。加工开始时的切削表面与加工结束时的切削表面相比，加工结束时的质量变差，出现热透镜效应;如果两个部件处于相同程度的良好状态，则不会发生热透镜效应。

　　当济南激光切割加工不锈钢材料并判断是否发生热透镜效应时，需要观察加工开始和结束时的挂渣情况。如果加工处的毛刺数量增加，则表明可能发生了热透镜效应。此外，为了消除由于光束模式的不均匀性或光轴的倾斜等其他原因造成的方向性，在比较过程中应注意相同切削表面(相同加工方向)的比较。

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