服务咨询热线15851030435
网站首页
产品展示
成功案例
新闻动态
资料下载
联系我们
关于我们
咨询热线
15851030435
地址:南通市崇川区虹桥街道光明新村
传真:0515-85653550

新闻动态

当前位置:主页 > 新闻动态 >

激光气体纯度的重要性

发布时间:2019/12/20 11:21

激光气体纯度的重要性

如何减少杂质

发布于:2019年12月20日

发表人:江苏科茂自动化有限公司

关于:激光切割机

在过去的几年中,工业激光功率已大大增加。这使得在激光谐振器内保持高纯度气氛比以往任何时候都更加重要。

某些气态杂质会严重损坏谐振器。需要多少纯度的气体?您如何确定高纯度气体不含有害的杂质?对于大多数激光用户而言,这是至关重要的信息,因为它可以节省成本并提高生产率,或者如果忽略这些信息,则可能导致昂贵的维修费用和生产损失。

激光气体是如何产生的?

空分。激光气体中的一些成分是直接从我们呼吸的空气中制造的。尽管空气分离的过程可能很复杂,但是概念很简单。

每种气体都有其自己的独特特性,可以分离。当然,水在100摄氏度沸腾,迅速将液体变成蒸气。除了在极冷的温度下,与大气相反的过程可能会发生相同的过程。

例如,在大气压下,气态氮在-196摄氏度下为液体,在-186摄氏度下为氩气,在-183摄氏度下为氧气。这些特性使空气分离过程得以进行。
激光气体
在气体生产过程中可能会出现杂质。

天然气产品。通过使用化学反应并将其作为副产物回收,可以大量产生其他气体,例如CO 2,一氧化碳和氢气。一旦回收,它们便被纯化为各种等级。

天然气资源产品。氦气是一种自然资源,通常从富含氦气的天然气中提取。这是了解这些气体中可能存在的杂质的关键,这些杂质通常不会通过常规空气分离产生。激光气体中的潜在杂质是什么?

用于工业激光器的大多数激光气体是氦,氮和CO 2的组合。各种激光制造商还添加了少量的一氧化碳,氢气,氧气和氙气以改善光束。图1显示了每种气体生产过程中可能会出现的杂质。

如果不遵循严格的程序,则在填充高压气瓶时会引入杂质。这些杂质通常是氮,氧和水。
激光气体
水分会使光束不稳定,吸收到某些光学元件的涂层中,并降低功率输出
 

您应该注意哪些杂质?

这可能令人惊讶,但是并非所有杂质都与激光气体有关。某些杂质无关紧要的三个基本原因如下:

1.杂质已经是混合物的成分。例如,由于激光气体混合物中已经存在氮,因此没有理由担心氦中的氮杂质。

2.激活激光后,谐振器内开始发生一系列反应,将CO 2分子分解为一氧化碳和氧气。这在谐振器内产生了一氧化碳和氧气的百万分之几(PPM)-甚至比开始时源产品中可能存在的更多。

3.氩等稀有气体杂质对激光谐振器几乎没有影响,除非它们的存在量大于百分之几。尽管氩气是稀有气体中含量最高的一种,但它仅占大气的不到1%。因此,几乎不可能有超过PPM的氩气或其他稀有气体杂质,例如氖气,k气或氙气。

因此,在激光谐振器中可能引起问题的主要杂质是水分和总烃。水分会使光束不稳定,吸收到某些光学元件的涂层中,并降低功率输出(请参见图2)。碳氢化合物会降低激光的增益,从而限制其放大功率的能力(请参见图3)。
激光气体
碳氢化合物会降低激光的增益,从而限制其放大功率的能力。

哪种杂质会导致损坏?

由于不可能消除激光气体中的杂质,因此激光用户购买超高纯气体的成本效益不高。激光气体的最终混合物应控制为水分少于5 PPM,总烃少于5 PPM。

研究表明,即使纯度为99.995%的气体也可能包含多达50 PPM的有害杂质。如果不加以检查,可能会在激光器中出现操作问题。因此,购买激光气体应基于制造商对有限杂质的一致性。

每种杂质的可接受水平是多少?

根据激光器的类型,谐振器将需要预混合的激光气体或单独的纯净气体。每个杂质的杂质控制范围应为1至5 PPM,具体取决于预混合气体和使用该气体的激光类型。对于混合自身气体的激光器类型,重要的是检查一旦它们进入谐振器,最终产品将是什么。

例如,考虑以下假设示例。向激光器提供单独的纯激光气体,并将其按一定百分比混合(请参见图4)。

此示例显示了每种组分在多大程度上影响混合物的最终杂质含量。每种气体中发现的实际杂质水平通常都低于指定的限值,但重要的是要验证每种纯激光气体的制造证明。担心将激光保持在高标准的激光用户应购买专门设计的激光气体用于所使用的激光。激光气体应带有一致性保证,以确保每种气体的百分比都在特定混合物规定的公差范围内。


激光气体
每种气体成分都会影响混合物的最终杂质水平。

气缸如何影响气体纯度?

气缸清洁度对气体纯度至关重要。即使原始产品可能没有杂质,气缸也可能先前已被污染,从而导致混合物的公差超出范围。很多时候,气缸清洁度是工业级气体与特种气体之间的差异。

重要的是,制造商提供的气缸应专门用于高纯度服务。除气态杂质外,直径大于10微米的微粒还会对谐振器内的光学器件表面造成明显的累积损坏。

如何保护激光气体不受污染?

尽管购买高质量的激光气体很重要,但从源头到使用点保护该气体也同样重要。使用专为激光使用而设计的气体分配设备,可以防止由于气体通过软管的渗透,调节设备中使用的不当材料或更换气缸时的大气污染而对激光气体造成污染。使用适当的设备可以防止所有这些情况。

江苏科茂自动化有限公司 www.jskemao.cn

数控焊割设备制造商