¿Qué es un material de alta reflectividad?

Generalmente, el material de alta reflectividad se refiere a la baja tasa de absorción del láser infrarrojo cercano debido a la pequeña resistividad del material procesado y la superficie más lisa, como se muestra en la figura, el coeficiente de absorción de elementos metálicos comunes, lo que conduce a una gran cantidad de reflexión del láser, y debido a que la mayoría de los láseres se utilizan en escenarios perpendiculares al material o una pequeña cantidad de inclinación que conduce a que el láser de retorno vuelva a ingresar al cabezal de salida, o incluso parte del acoplamiento óptico de retorno en la fibra de transferencia de energía, a lo largo de la transmisión inversa de la fibra al láser interno obtendrá los componentes centrales a alta temperatura hasta dañarlos.

¿Por qué el láser de fibra Raycus puede cortar materiales de alta reflectividad?

Al procesar materiales de alta reflectividad, como soldadura y corte, si el material reflectante devuelve demasiado haz láser, existe un riesgo de dañar el cabezal y la fuente láser. Este riesgo con una fuente láser de alta potencia es mucho mayor que con una de baja potencia.

Al cortar materiales de alta reflectividad, si el material no penetra, se produce un mayor retorno de potencia al láser interno, lo que daña la fuente láser. Por ello, el equipo de I+D de Raycus ha diseñado un sistema de protección láser antirreflectante de cuatro etapas para la fuente láser de fibra, mejorado con funciones de monitorización de la luz láser para garantizar la protección en tiempo real y garantizar la estabilidad durante el corte de materiales de alta reflectividad.

1. ¿Cuáles son los cuatro niveles de diseño de protección láser antirreflejo?

Los cabezales de salida de fibra QBH, QD y QP están diseñados por Raycus con la función de convertir el rayo láser reflectante en luz y calor absorbibles, y utilizan agua enfriando el cabezal láser para absorber el calor y evitar el impacto del cabezal láser.

En el caso de la máquina de corte por láser, el láser de retorno afectará en primer lugar el cabezal del cable de fibra óptica de salida, lo que hace que el cable óptico de salida corra el riesgo de calentarse o incluso dañarse.

Para garantizar la seguridad del cable óptico de salida, Raycus ha integrado un dispositivo de pelado láser de nivel de retorno dentro del cable óptico de salida, como se muestra en la figura.

El diseño antirreflejo de la salida del cable puede eliminar la mayor parte del láser de retorno que será eliminado por el agua de enfriamiento circulante del enfriador de agua, lo que reduce el daño al dispositivo óptico de fibra láser interno.

2. Diseño antirreflectante de dos etapas en el módulo de combinación de haces

La fuente láser de alta potencia de múltiples módulos está diseñada con el módulo de múltiples unidades, al cortar materiales altamente reflectantes, después de que la luz de retorno pasa a través del cable de fibra óptica en el primer nivel de diseño antirreflejo, aún puede haber parte de la luz láser a través del cable óptico de salida transmisión inversa al interior del haz.

Por lo tanto, teniendo en cuenta la seguridad y confiabilidad, se agregó el diseño de protección antirreflejo de dos etapas dentro del combinador de la fuente láser Raycus, como se muestra en la figura, utilizando la eliminación paso a paso de la luz láser de retorno para garantizar la seguridad de la óptica de protección antirreflejo y reducir el impacto de la luz láser de retorno en las partes ópticas del láser.

Diseño anti-alta reflexión de la unidad del módulo láser

Debido a la existencia de una cavidad resonante óptica dentro de la unidad modular, una vez que el láser de retorno de baja potencia entra en la unidad modular y es amplificado continuamente por la cavidad resonante, afecta gravemente la estabilidad óptica del láser y aumenta el riesgo de daños a la fuente láser. Para mejorar aún más la estabilidad y la fiabilidad del láser durante el corte con alta reflexión, se debe añadir un dispositivo antirreflejo para proteger cada unidad modular.

Monitoreo de software antirreflejos (actualización continua)

Aunque el dispositivo antirreflejo puede garantizar que el láser pueda seguir funcionando normalmente sin sufrir daños dentro de un cierto umbral de potencia de retorno del láser, aún así habrá un riesgo de daño en caso de que se exceda el umbral, por lo tanto, para garantizar que la fuente láser pueda protegerse cuando el láser de retorno sea demasiado alto, los productos láser de alta potencia de múltiples módulos incorporan múltiples diseños de protección de monitoreo de software de alta reflexión.

El monitoreo de software antirreflejo es una función para monitorear el estado de operación del láser cuando el láser está procesando materiales de alta reflexión y el fuerte reflejo de retorno generado ingresa al sistema óptico del láser, luego se detiene la advertencia para proteger la fuente del láser de fibra.

• Monitoreo de cable de fibra óptica láser

Cuando la potencia del láser de retorno es lo suficientemente alta, parte de este regresa al dispositivo óptico de salida del láser de fibra. Mediante el estudio e investigación de los problemas de transmisión del láser de retorno y la tecnología de integración de funciones de monitoreo, Raycus permite el monitoreo de la temperatura del cable de fibra óptica, el monitoreo del haz láser de salida y el monitoreo del láser de retorno. Si la potencia del láser de retorno excede el rango que soporta, la fuente láser se apaga a tiempo para garantizar que no se dañe y para recordar al usuario que se ha producido una anomalía durante el proceso de corte.

• Monitoreo del Módulo y Combinador

Considerando que existen dos tipos de láseres de retorno: láser de núcleo y láser de revestimiento, además de permitir la monitorización del cable láser de fibra óptica, Raycus diseñó un sensor que detecta si la potencia del láser es mayor en el módulo y el combinador. Se monitorizará tanto el láser de revestimiento como el láser de núcleo. La fuente láser se apagará y se activará una alarma para evitar el riesgo de daños causados por el láser de retorno de núcleo.

Corte por láser de aluminio de alta reflectividad con borde limpio
No se corta la función de prueba de protección láser antirreflejo

¿Qué espesor tiene el material de alta reflectividad cortado con láser de fibra de 3kW y 6kW?

Asesoramiento de ingeniería para el corte por láser de materiales de alta reflectividad.

(1) No utilice la capacidad de corte máxima para cortar materiales de alta reflectividad como latón, cobre púrpura, acero inoxidable espejado, plata y oro, etc. Reduzca la velocidad de corte.

(2) Al cortar cobre púrpura, el gas asistente debe ser oxígeno, no nitrógeno o aire.

Deténgase y verifique inmediatamente si hay polvo en el espejo de protección, si el espejo no atraviesa los materiales de alta reflectividad o si perfora pero no corta el material.