Ремонт на индустриален твърдотелен лазер Rofin

Серията твърдотелни лазери SLS на Rofin (сега Coherent's) използва технология за твърдотелен лазер с диодна помпа (DPSSL) и се използва широко в промишлена обработка (като маркиране, рязане, заваряване) и научни изследвания. Тази серия лазери е известна със своята най-висока стабилност, дълъг живот и отлично качество на лъча (M²), но те може да се повредят след продължителна употреба, което да повлияе на производителността.

Тази статия ще представи подробно структурата, често срещаните неизправности, идеите за поддръжка, ежедневната поддръжка и превантивните мерки на серията SLS, за да помогне на потребителите да удължат живота на оборудването и да намалят времето за престой.

2. Състав на лазерна структура от серия SLS

Лазерите от серията SLS се състоят главно от следните основни модули:

1. Лазерна глава

Лазерен кристал: обикновено Nd:YAG или Nd:YVO₄, изпомпван от лазерен диод.

Модул Q-превключвател (Q-Switch):

Акустооптичен Q-превключвател (AO-QS): подходящ за високи честоти на повторение (kHz ниво).

Електрооптичен Q-превключвател (EO-QS): подходящ за високоенергийни импулси (като микрообработка).

Кристал за удвояване на честотата (SHG/THG) (по избор):

KTP (532 nm зелена светлина) или BBO (355 nm UV светлина) за преобразуване на дължината на вълната.

2. Диоден помпен модул

Лазерна диодна матрица (LDA): Осигурява 808nm светлина на изпомпване, което изисква контрол на температурата на TEC за поддържане на стабилност.

Система за контрол на температурата (TEC): Гарантира, че диодът работи при оптимална температура (обикновено 20-25°C).

3. Охладителна система

Водно охлаждане (Чилър): Моделите с висока мощност (като SLS 500+) изискват външен охладител, за да се гарантира, че температурата на лазерната глава е стабилна.

Въздушно охлаждане (въздушно охлаждане): Моделите с ниска мощност могат да използват принудително въздушно охлаждане.

4. Оптична система (Beam Delivery)

Разширител на лъча (Beam Expander): Регулирайте диаметъра на лъча.

Огледала (HR/OC огледала): огледала с високо отражение (HR) и огледала за свързване на изхода (OC).

Оптичен изолатор (Optical Isolator): Предотвратява повреждането на връщащата светлина на лазера.

5. Управление и захранване

Захранване на задвижването: Осигурете стабилен ток и модулационен сигнал.

Контролен панел/софтуер: Регулирайте параметри като мощност, честота, ширина на импулса и др.

III. Често срещани повреди и идеи за поддръжка

1. Няма лазерен изход или намаляване на мощността

Възможни причини:

Стареене или повреда на лазерния диод (обща продължителност на живота 20 000-50 000 часа).

Повреда на модула на Q превключвателя (повреда на AO-QS задвижване или отместване на кристала).

Неизправност на охладителната система (температурата на водата е твърде висока или потокът е недостатъчен).

Метод на поддръжка:

Проверете дали токът на LD е нормален (вижте техническото ръководство).

Проверете дали светлината на помпата е нормална с електромер.

Проверете задвижващия сигнал на превключвателя Q и сменете AO/EO-QS, ако е необходимо.

2. Влошаване на качеството на лъча (нестабилност на режима, точкова деформация)

Възможни причини:

Замърсяване на оптични компоненти (замърсени лещи и кристална повърхност).

Резонансно разместване на кухината (вибрацията причинява изместване на лещата).

Ефект на кристална термична леща (топлинна деформация, причинена от недостатъчно охлаждане).

Метод на ремонт:

Почистете оптичния компонент (използвайте безводен етанол + кърпа без прах).

Калибрирайте отново резонансната кухина (изисква професионално оборудване като He-Ne лазерен колиматор).

3. Изместване на дължината на вълната или намаляване на ефективността на удвояване на честотата

Възможни причини:

Кристал с удвояване на честотата (KTP/BBO) температурен дрейф или изместване на ъгъла на фазово съвпадение.

Изместване на дължината на вълната на помпата (повреда в контрола на температурата на TEC).

Метод на ремонт:

Калибрирайте отново кристалния ъгъл (използвайте рамка за прецизна настройка).

Проверете дали контролът на температурата на TEC е стабилен (регулиране на PID параметър).

4. Чести аларми или автоматично изключване

Възможни причини:

Защита от прегряване (отказ на охладителната система).

Претоварване на захранването (остаряване на кондензатора или късо съединение).

Контрол на грешка в софтуера (необходимост от надграждане на фърмуера).

Метод на ремонт:

Проверете потока на охлаждащата вода и сензора за температура.

Измерете дали изходното напрежение на захранването е стабилно.

Свържете се с производителя, за да получите най-новия фърмуер.

IV. Методи за ежедневна грижа и поддръжка

1. Поддръжка на оптична система

Седмичен преглед:

Почистете изходното огледало и Q-превключващия прозорец с безводен етанол + памучен тампон без прах.

Проверете дали оптичният път е изместен (наблюдавайте дали светлинното петно ​​е центрирано).

На всеки 3 месеца:

Проверете дали кристалът за удвояване на честотата (KTP/BBO) е повреден или замърсен.

Калибрирайте резонансната кухина (използвайте колимирана лазерна помощ, ако е необходимо).

2. Поддръжка на охладителната система

Месечен преглед:

Сменете дейонизираната вода (за да предотвратите запушването на тръбопровода от котления камък).

Почистете филтъра на охладителя, за да осигурите добро разсейване на топлината.

На всеки 6 месеца:

Проверете дали водната помпа е нормална и измерете дебита (≥4 L/min).

Калибрирайте температурния сензор (грешка <±0,5°C).

3. Поддръжка на електронна система

Тримесечна проверка:

Измерете стабилността на изхода на захранването (текуща флуктуация <1%).

Проверете дали заземяването е добро (избягвайте електромагнитни смущения).

Годишна поддръжка:

Сменете остарелите кондензатори (особено високоволтовата захранваща част).

Архивирайте контролните параметри, за да предотвратите загуба на данни