什么是激光切割機加工熱透鏡效應？如何分辨？

Q：什么是激光切割機加工熱透鏡效應？如何分辨？

A：激光切割機的激光束透過的光學元件（如加工透鏡、PR鏡或窗口等）存在污漬時，激光束透過后會發(fā)生熱透鏡效應，切割面會因此而變粗糙，并會出現(xiàn)掛渣，甚至還會發(fā)生過燒。

當激光切割機加工質量變差時，判斷其是否系受熱透鏡效應的影響時，首先要查看光學元件的性能是否隨著激光束的照射時間而發(fā)生變化。剛開始加工時，光學元件還處于低溫狀態(tài)，而隨著加工的進展，熱透鏡效應的影響就會從切割面質量上表現(xiàn)出來。

【原因】

對反射型光學元件（例如折射鏡）可以從其背面直接進行高效冷卻，反射型光學元件幾乎不會發(fā)生熱鏡效應；而透過型光學元件則只能通過對其周圍的冷卻進行間接冷卻，光學元件的兩個面又都會產(chǎn)生熱，因此很容易產(chǎn)生熱透鏡效應。光學元件在溫度升高時會產(chǎn)生熱變形，激光切割機激光束的折射率也會發(fā)生變化，激光束的聚光特性也因此而產(chǎn)生變化。

【分辨方法】

對所激光切割機加工工件的開始處與結束處的切割面進行比較。在加工開始處，由于激光束照射的時間短，光學元件還處于低溫狀態(tài)，因此熱透鏡效應的影響比較小。而在切割時間需要10s以上的加工結束處，則因為光學元件受激光束照射的時間較長，所以會發(fā)生熱透鏡效應，焦點位置、光束模式也都會發(fā)生變化。

一旦焦點位置發(fā)生變化或光束模式發(fā)生變化，在持續(xù)照射的加工中，是不會自動返回到原來狀態(tài)的。加工開始處和加工結束處的切割面進行比較，加工結束處的質量變差．則說明發(fā)生了熱透鏡效應；如果兩處質量都是同等程度的良好狀態(tài)時，則說明沒有發(fā)生熱透鏡效應。

激光切割機加工不銹鋼材料，判斷是否發(fā)生了熱透鏡效應時，需要觀察加工開始處與結束處的掛渣狀況，如果加工處的毛刺量增加，就說明有可能是發(fā)生了熱透鏡效應。另外，為了排除光束模式的不均勻性或光軸的傾斜等的其他原因所引起的方向性原因，應注意在比較時一定懸對相同切割面（相同加工方向）進行的比較。