保护镜片是激光焊接头的重要组成部分,保护镜片能够保护重要的元器件不被损坏,延长激光焊接头的使用寿命。松盛光电来给大家介绍激光焊保护镜片的几个重要参数,来了解一下吧。
一、波长范围
定义
波长是指光在一个振动周期内传播的距离。对于激光焊保护镜片,波长范围是指其能够有效透过激光的波长区间。不同的激光焊接设备使用的激光波长不同,如常见的光纤激光波长一般为 1064nm - 1090nm 左右,CO₂激光波长约为 10.6μm。
重要性
保护镜片的波长范围必须与所使用的激光波长匹配。如果镜片不能有效透过激光波长的光,会导致激光能量损失严重。例如,当使用光纤激光焊接设备时,若保护镜片对 1064nm 波长的光透过率很低,激光到达焊接部位的能量就会大打折扣,从而影响焊接质量,可能出现焊接不牢固、有气孔等缺陷。
二、光学透过率
定义
光学透过率是指透过保护镜片的光通量与入射光通量之比,通常用百分数表示。它反映了镜片对激光的透过能力。
影响因素及重要性
镜片的材料、镀膜等因素会影响其透过率。高质量的保护镜片透过率可以达到 90% 以上。高透过率意味着更多的激光能量能够通过镜片到达焊接区域,有利于提高焊接效率。例如,在相同的激光功率输出下,透过率为 95% 的镜片比透过率为 80% 的镜片能够让更多的能量用于焊接,减少能量在镜片处的损耗,并且可以降低对激光设备功率的要求。
三、损伤阈值
定义
损伤阈值是指保护镜片能够承受的最大激光能量密度(单位为 J/cm²)而不发生损坏的临界值。当激光能量密度超过这个值时,镜片会出现诸如烧蚀、裂纹等损坏现象。
重要性
这是一个非常关键的安全和性能参数。在激光焊接过程中,如果激光能量密度超过镜片的损伤阈值,镜片损坏会导致激光散射,不仅会影响焊接质量,还可能对操作人员和设备造成安全隐患。例如,在高功率激光焊接时,如果保护镜片的损伤阈值较低,可能在焊接过程中突然损坏,激光散射可能会损伤附近的光学元件或者操作人员的眼睛。
四、厚度
定义
保护镜片的厚度是指镜片在垂直于光路方向上的尺寸。一般单位为毫米(mm)。
重要性
合适的厚度对于镜片的机械强度和光学性能都有影响。较厚的镜片通常具有更高的机械强度,能够更好地抵抗外界的冲击和压力。但是,厚度增加可能会引入更多的光学像差等问题。例如,过厚的镜片可能会使激光的聚焦效果变差,影响焊接的光斑质量。所以需要在机械强度和光学性能之间进行平衡,一般激光焊保护镜片厚度在 1 - 5mm 之间。
五、尺寸(直径)
定义
尺寸主要是指保护镜片的圆形直径大小,单位通常是毫米(mm)。它需要与激光焊接设备的光学系统和光路设计相匹配。
重要性
镜片尺寸要足够大,以保证能够完全覆盖激光光路,防止激光从边缘泄漏。如果尺寸过小,激光可能会照射到镜片边缘的夹具或者光学系统的其他部件,造成损坏。同时,过大的尺寸可能会增加成本和安装的难度。例如,在一些小型激光焊接设备中,镜片直径可能为 10 - 20mm,而大型工业设备可能需要直径 30 - 50mm 甚至更大的镜片。
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