這裡主要說的是封離式二氧化碳鐳射管,所謂封離式,就是指玻璃管體充氣口封閉,摘下來不需要補充氣一次性使用的鐳射管,這種鐳射管價格低,使用量大,在社會上得到普及,廣泛用在鐳射切割機上,用於非金屬切割。
它一般由玻璃管殼,鏡片,電極,水冷套,膠管,高低壓線構成。
玻璃管體,由管殼製作商提供成品,指標主要是壁厚,長短粗細,放電管的材質內徑準直度,管口直徑,電極接人方式等引數。
鏡片,材質有進口國產兩類,引數主要是反射鏡焦距和透射鏡透射率,以及鏡片大小尺寸,供應商也有多家,質量也很過關,一般不會出什麼問題,只有少量材質散熱導熱不良會出現鏡口出光位置裂紋,這個往往和落灰高溫有關。進口材質的純度較高吸收較少,不容易發熱,一般比國產功率上能大幾瓦左右,但是價格也貴一些。
電極,一般採用不容易氧化的金屬材質,或已經氧化好的金屬材質,總之不能因為高溫會與氣體離子發生反應,這樣會很快消耗氣體,導致比例失調功率下降,早些年的有用鎳做電極,鎳絲做的電爐子絲,在空氣中發紅發熱能使用很久甚至多年沒事,但事實證明在鐳射管裡不行,只能使用幾千小時,據說會生成碳酸氫鎳,故而後來都改了其他金屬,當然黃金或滿鍍金最好,只是造價高不划算。
水冷套,有專門廠商製作提供,有玻璃的,有陶瓷的,有塑膠的,有黃銅的,有鋁的等等,主要是給鏡片散熱,只要不漏水高壓端絕緣就好。
膠管工業矽膠奈老化的即可,高壓線耐壓要大於40KV,一般採用50KV最好,因為電流幾十毫安,線徑平方數較小就夠用。地線同理大於0.5平方足夠了。
製作工藝流程,一般分為以下步驟
1,粗磨管口,磨面儘量垂直於放電管,這樣便於下一步精磨,不然上了光路,連十字線都找不到,給手工磨口增加極大困難。磨口的裝置可以簡單也可以複雜,一般需要定做或自己做,只要達到方便使用效果好即可。
2,洗管,目的是把管殼裡邊的灰塵都洗出去,因為灰塵對管子的老化損壞作用是致命的,必須做到成品管內無塵,清洗玻璃有專門清洗劑,清洗裝置一般自己根據使用方便製作。
3,電極製作安裝,這步一般用到點焊機,點焊機不是普通的常見品種,專門的那種,國內主要一個地方有生產,電極安裝不能虛連,否則打火發熱會壞管,也不能鬆動,如果貼好了鏡片才發現電極連片彈起沒連上,就只能拆了重灌。
4,鍍膜,鍍膜可以增加壽命,改善放電腔反應機制,詳細原理省略一下,這個是業內技術,不便公開,鍍膜裝置一般是定做或自己製作。
5,貼鏡片,將管殼放到工作支架上,用專用望遠鏡調直成望遠鏡軸線與放電管的軸線重合,找到尾鏡反射鏡的十字線,然後根據十字線偏移情況手工磨口修正,直到重合原點,清理管口,夾好鏡片,用專用密封膠勾縫密封,加溫管口,便於膠浸潤,再磨出光口,磨好上新輸出鏡片,塗膠加溫浸潤,略放幾分鐘看穩定沒跑偏,小心從架上拿走放到專門的管架上去,再貼下一個。
6,充氣,將管子放到充氣臺,充氣玻璃口與充氣介面用專門手燈燒好聯通,抽真空,抽到負三次方帕以上,用氦氣加電洗管,洗好再抽真空到負三以上,就可以逐個充入配置好的混合氣了,充到與管殼型別匹配的壓力後,關閉氣體,充氣臺上測試功率,觀察效果,合格的摘下,不合格的解除問題修正再充一次,不行的摘掉重做。
7,安裝水冷套除錯包裝,並不是所有管子都用水冷套,鏡片好不發熱的,也可以採用自然散熱。貼上好前後水冷套後,除錯擦拭貼標包裝,找到功率最大角度,貼方向貼,裝箱入庫。
製作二氧化碳鐳射管,是一個專門技術,涉及多個工藝要點,市面同樣的鐳射管,有的耐用好用,有的不耐用不好用,差距就在工藝要點管控處理不好,包涵生產工藝不精,沒能抓住要害,氣體配方最佳化不好等等。