mail.ru
Gistroy - портативное оборудование

Охлаждение лазерной трубки

СО2. Все что нужно знать
Охлаждение лазерной трубки
Обладатели лазерного станка, который оснащен не твердотельным лазером, а газовым знают, что основной элемент это труба, где образуется луч. Выход ее из строя - проблема, решение которой занимает не только время, но влечет за собой немаленькие расходы. Дело здесь в стоимости новой, и в простое предприятия без работы до замены детали. Время заказа ее по хорошей цене продолжительное, а запасная есть не у каждого.

Одной из основных причин поломок является неправильная организация охлаждения лазерной трубки СО2. При перегреве газа теряется мощность луча. Период эксплуатации сокращается в несколько раз. Напротив, правильно оборудовав аппарат системой водоохлаждения можно добиться долгого срока службы без потери мощности луча.

Каким образом решить эту проблему, как не ошибиться при работе на ЧПУ станке СО2?

Из чего же состоит трубка для такого ЧПУ-станка.

Что, чем и как нужно охлаждать?

Устройство стеклянной части трубки

Станки для лазерной резки и гравировки комплектуются запчастями различной мощности. От нее зависит, с какими материалами можно будет работать: какие резать, на каких гравировать. Выбор мощности происходит основываясь на потребностях потребителя. Несмотря на различные характеристики этого параметра, состоит деталь из одних и тех же элементов. Для понимания системы охлаждения СО2-трубки нужно разобраться в стеклянных составляющих. Катод, анод, зеркала в этом случае роли не играют.

Внутри стеклянного цилиндра находится два замкнутых пространства. Одно заполнено газом. Это самый центральный элемент конструкции. Отличить его от водного контура можно по спирали, замкнутой с ним и обвивающей водяной канал. Во внешнем цилиндре, куда помещены оба контура, есть два отвода. Один подает воду, второй убирает.
Параметры, влияющие на охлаждение СО2-трубки

Температура охлаждения лазерной трубки

В газовой середине под действием разряда начинает образовываться луч, процесс сопровождается нагревом газовой среды. Казалось бы, чем больше снизить нагрев, тем лучше. Однако, водоохлаждение должно проходить грамотно. Какие факторы влияют на правильность схемы:

  1. Температура жидкости в охлаждающем контуре.
  2. Скорость потока воды (другого хладагента).
  3. Состав жидкой среды.

1. Оптимальная температура работы прописана в сопроводительной документации и, чаще всего, составляет 19 - 22 градуса. Однако опытные производители советуют снижать ее до 14-15. Почему это необходимо делать. При снижении температуры количество возбужденных частиц увеличивается, гораздо медленнее испаряется газ, что соответственно, продлевает жизнь трубе.

Важный момент! Почему все-таки нельзя сильно охлаждать трубу. Существует такое понятие - точка росы. Так как на концах установлены зеркала, они могут запотевать, что снизит возможность и чистоту отражения. Лучше держать жидкость градуса на два-три выше рассчитанных данных для данного помещения по точке росы. Стоит помнить про образование конденсата. При близких значениях к точке росы на всех оптических элементах могут появиться капельки, что опять же затруднит работу лазера. Но гораздо критичнее конденсат на электрических контактах. Высокое напряжение на блоке розжига может просто убить весь станок. От этой проблемы спасет хорошая изоляция всех контактов.

2. Скорость движения и смены жидкого вещества в СО2-трубке должна соответствовать документам, потому что очень зависит от длины и диаметра. Если таких данных нет, то лучше придерживаться значений 3 - 7 литров в минуту. Эта скорость зависит от напора жидкости, которую создает помпа. Почему этот момент требует внимания. Если она медленно течет по контуру, то она успевает нагреться уже в самом начале конструкции и к выходу подходит уже разогретой. Если СО2-трубка короткая, то вполне возможно все пройдет без последствий, но на длинной это однозначно вызовет местный перегрев, и результатом станет лопнувшее стекло.

Для правильной скорости и подачи воды следует помещать трубку-СО2 правильно. Вход происходит снизу, а вывод повернут вверх. Тогда пузырьки воздуха не будут препятствовать потоку, замедлять его. Также нужно беречь шланги от перегибов, особенно в местах соединения.

3. Жидкость, используемая для теплоотвода, регламентируется характеристиками производителя. Кроме дистиллированной воды редко советуют использовать что-то другое. Именно она не содержит химических примесей и ее теплоемкость велика. Поэтому снижение температуры происходит гораздо эффективнее. Часто в ЧПУ-станках СО2 используют антифриз (чистый или его смесь с водой). Его применение обуславливается работой при низких (минусовых) температурах. В таких условиях вода просто замерзнет и колба треснет.

Следует внимательно следить за состоянием любой жидкости в системе. Чистота и отсутствие налета продлят срок службы трубки СО2. Если появилась грязь, надо всего лишь прочистить систему, например, раствором щелочи. После чистки тщательно промыть от остатков любого моющего средства.

Устройства для охлаждения. Краткий обзор

Как организовать сам процесс охлаждения трубки СО2. Есть несколько вариантов:

  • Воспользоваться самодельным резервуаром с жидкостью и помпой. Она погружается в жидкую среду, туда же опускаются шланги. Один шланг соединяется с помпой и входом. Он и будет подавать ее. Второй настроен на слив.
  • Приобрести промышленный чиллер. Это оборудование, специально созданное с учетом многих факторов. Бывает нескольких видов и разных мощностей. Использовать его просто: стоит только правильно подключить шланги и включить его.
  • Придумать собственную систему из подручных средств. Здесь все ограничивается только фантазией изобретателя. В ход идут старые холодильники, кондиционеры, пивные охладители.

Каждый из этих способов имеет плюсы и минусы. Подробное описание и инструкции по их применению можно прочитать в следующей статье: «Чиллеры. Способы охлаждения лазерного станка».

В стандартном исполнении хладагентом выступала вода или другая жидкость. Однако существует способ охлаждения лазерной трубки воздухом. Эта тема быстро развивается, и скоро можно будет увидеть применение таких СО2-трубок повсеместно, так как этот способ удобнее и практичнее.

Подводя итог, можно отметить, что без качественного водоохлаждения эксплуатация лазерного станка-СО2 будет недолговечной. Трубки СО2 придется менять уже через пару недель использования. В то время как организовав все грамотно, контролируя скорость потока и температуру воды, можно добиться даже увеличения срока эксплуатации. Применяя различные технологии, возможно довести процесс до полного автоматизма.