最近天氣越來越熱,平均溫度即將超過34℃,加上間歇性的雨水,空氣中的溫度和濕度都被大大地提升,這種環境對于運行中需要水冷的激光設備無疑是致命的。
炎熱潮濕的環境會使激光設備內部產生結露的現象,不論是激光管還是射頻激光器的性能都將被影響,嚴重的可能造成損壞。
激光器結露
結露是什么?
結露是指空氣中的水汽達到飽和狀態時,若環境溫度繼續下降,開始出現空氣中過飽和的水汽凝結水析出的現象。
簡單來說,就是當我們把物體置于一定溫度、濕度和壓力的環境下,逐漸降低它的溫度。當物體溫度降低到這個環境的“露點溫度”(即讓物體周圍的空氣析出“冷凝水露”的溫度)以下時,物體的表面析出水露,這就是結露。像比較常見的夏天從空調房戴著眼鏡走到室外,眼鏡起白霧,也屬于結露現象。
常見的結露現象 -- 眼鏡起霧
結露對激光器的危害
對于需要水冷的激光腔體、光學組件以及激光器的一些電子模塊,如果長期在高溫高濕的環境中工作,物體表面會比較容易產生結露。這將提高電子模塊被水浸泡而失效的概率,也可能導致鏡片被水霧污染無法使用或是燒毀的情況發生。
激光鏡片
注意細節·預防結露
既然結露會對激光器產生嚴重的危害,那我們必須處理好細節,做好防護工作,防患于未然。
恒溫恒濕的工作環境
<> 激光設備不工作時,冷水機應保持關閉狀態,減少長時間過度冷卻而導致結露的幾率。
射頻激光器工作時,環境溫度要求控制在5℃~40℃,且激光器表面最高溫度應在60℃以下。建議您根據實際使用情況,控制、匹配好室溫和環境最大相對濕度,為激光設備打造一個恒溫恒濕的工作環境。
CO?射頻激光器
您也可以根據現場環境設置冷卻水出口溫度,并確保其高于對應的結露點溫度,制冷機組出口溫度也需要同時滿足激光器的水溫及其他制冷要求。
冷卻水溫和室溫相差不能太大。如果冷卻水溫度過低,會容易有小水滴凝結在激光器表面,也就是結露,容易造成高壓打火,干擾設備正常運行。以激光管使用為例,高壓打火嚴重時會導致高壓擊穿玻璃水冷、電極接線柱等,對激光管造成損傷甚至報廢。同時也會大大增加激光設備上的其他配件,如激光電源、機器主板控制器等電控元件被損壞的風險。
冷卻水溫過低導致整個激光管上都是冷凝水
同時要注意一下,現在正值夏季,除了要預防設備結露之外,還要注意冷卻水的溫度不能過高。過高的冷卻水溫會使得激光器在運行中不能被適當冷卻、散熱,導致激光模式變差,激光管切割能力降低,甚至會增加激光設備損壞的風險。例如CO?激光管工作時,如果長時間冷卻不良,會對激光管腔內的鏡片造成損壞,水冷套與鏡片之間的膠可能會變性,最終不能正常工作或損毀。
激光管工作時,冷卻水的水溫需保持在18~25℃,最高不得超過30℃;射頻激光器若在配有空調的工作環境中運行,冷水機溫度一般可以設定為25℃。
但是具體的冷卻水溫度也需要根據環境溫度和濕度進行調整。以射頻激光器為例,在環境溫度為26℃,環境最大相對濕度為80%的情況下,冷水機的溫度則應設定為30℃。
具體內容可參考下圖表格:
根據環境溫度與濕度冷水機制冷溫度設定的參考值
目前工業冷水機的使用范圍越來越廣泛,您也可使用帶智能溫控系統的冷水機來防止這樣的問題。
一般情況下,把冷水機里的冷卻水溫度設置在低于環境溫度的5℃以內,機器就可以正常工作了。如果您的冷水機沒有智能溫控系統,那么把冷水機下限溫度設置到比環境溫度最高值小5℃亦可。
預防措施
定期對激光器鏡片及光路鏡片進行保養,保養時請關閉設備并斷開電源,對激光加工設備的傳輸光路做密封防護。
注意:如果激光設備在多灰塵的環境中工作,請使用過濾的潔凈空氣或者高純氮氣對外光路進行吹氣。
CO?激光管
結露的應對措施
如果您的激光設備已出現結露現象,那么我們建議您采取以下的處理方法:
立即關閉激光設備 和冷水機組并斷開電源;
?將激光設備外部所附著的冷凝水擦拭干凈;
按照正確方法對激光器鏡片及光路鏡片進行清理,保證設備充分干燥;
根據實際情況,將冷卻水溫度或者環境溫度調整到合適的范圍;
激光設備的電路板也可能已有冷凝水滲入,請待其充分干燥后再重新啟動。
如在嘗試以上方法后您仍無法解決問題,請立即與斯派特激光公司售后服務聯系。
最后,斯派特提醒您,為了您的安全以及不必要的損失,請正確使用您的激光設備。