激光切割中的热透镜效应

  当激光切割机的激光束透射的光学元件(如加工镜片、PR镜或窗口)上有污渍时，激光束透射后会产生热透镜效应，切割表面变得粗糙，挂渣甚至过烧。当激光切割质量变差时，在判断是否受热透镜效应影响时，首先检查光学元件的性能是否随激光束的照射时间而变化。在加工初期，光学元件还处于低温状态，随着加工的进展，热透镜效应的影响会从切削表面的质量表现出来。

原因

  反射式光学元件(如折射镜)可以高X直接从背面冷却，反射式光学元件几乎不产生热镜效应；透射式光学元件只能被周围的冷却间接冷却，光学元件两侧都会产生热量，容易产生热透镜效应。当光学元件的温度升高时，会发生热变形，激光切割机的激光束的折射率也会发生变化，激光束的聚焦特性也会发生变化。

解决办法

  比较了激光切割机前后工件的切割面。在加工初期，由于激光束照射时间较短，光学元件仍处于低温状态，热透镜效应的影响相对较小。在耗时超过10s的切割过程结束时，由于光学元件受到激光束的长时间照射，会发生热透镜效应，焦点位置和光束模式也会发生变化。

　一旦焦点位置改变或光束模式改变，在连续照射过程中不会自动回到原来的状态。与加工结束时的切削表面相比，加工开始时的切削表面质量变差，产生热透镜效应。如果两个组件处于相同程度的良好状态，则不会出现热透镜效应。

　激光切割不锈钢，判断是否发生热透镜效应时，需要观察加工开始和结束时的结渣情况。如果加工区域的毛刺数量增加，说明可能出现热透镜效应。此外，为了消除光束模式不均匀或光轴倾斜等其他原因造成的方向性，在比较过程中要注意相同切割面(相同加工方向)的比较。