Линза для лазерной сварки и защитное стекло: когда менять и как не сжечь оптику

Коротко. Когда ищут «линзу для лазерной сварки», обычно имеют в виду одну из двух деталей сварочного пистолета: защитное стекло (его ещё называют защитной линзой) и фокусирующую линзу. Защитное стекло для лазерной сварки — расходник: его проверяют перед работой и меняют, как только на нём появились брызги, налёт, скол или прожог. Фокусирующая линза стоит над стеклом и меняется реже; одна из главных угроз для неё — грязное или треснувшее стекло, которое вовремя не заменили.

Луч приходит в пистолет по оптическому волокну. Коллимирующая линза делает пучок параллельным, фокусирующая (её ещё называют фокусной) собирает его в пятно на детали, а защитное стекло закрывает оптику снизу от брызг, дыма и окалины. Так это описано и на нашей странице расходных материалов: защитное стекло «обеспечивает защиту фокусирующей линзы от попадания на нее продуктов горения, пыли, окалин». Подробнее об устройстве аппарата — в статье «Из чего состоят станки лазерной сварки».

Защитное стекло — именно расходник, а не запасная деталь «на всякий случай». В упаковочном листе аппаратов MA1 пять защитных линз идут в комплекте (ссылка на источник). В наших ЗИП-наборах для аппаратов сварки — 15, 35 или 70 защитных стёкол, а в ЗИП-Оптимальном на 70 стёкол приходится одна линза для сварки и одна для очистки. Стекло меняют постоянно, линза — запас на случай повреждения.

Срока замены в руководстве производителя нет. Главное правило там — перед работой проверить, что защитная линза чистая и целая (ссылка на источник). Там же советуют периодически проверять, как выглядит пятно лазера. Как быстро стекло загрязняется, зависит от металла, режима и количества брызг.

Что должно насторожить:

Загрязнение на защитном стекле поглощает часть лазерного излучения. Стекло локально нагревается, его оптические свойства меняются, и фокус смещается вверх — к оптике, от поверхности детали. Проплавление падает, дефокусированный луч даёт ещё больше дыма и брызг, и стекло загрязняется быстрее. Этот замкнутый круг разобран в статье «Overcoming focal shift in high-power laser welding» в Laser Focus World (2015). Там речь о промышленных установках мощностью от 3 до 20 кВт; у ручного аппарата цифры будут другими, но причина та же — грязь на стекле поглощает излучение.

Вторая опасность — для самой оптики. В руководстве Maxphotonics сказано: пыль и мусор на линзе могут серьёзно её повредить, прожечь и вывести из строя следующие по ходу луча элементы; загрязнение или повреждение сказывается на пистолете — фокусирующей линзе и удлинителе — и на качестве сварки (ссылка на источник). Стекло — расходник, линза — нет, поэтому тянуть с заменой стекла невыгодно.

Порядок ниже — по разделу руководства производителя о чистке и установке защитной линзы. У других пистолетов конструкция держателя может отличаться, общий принцип тот же.

Если держатель нельзя поставить обратно сразу, отверстие в пистолете держат закрытым. После установки проверьте пятно пилотного (красного) лазера: в руководстве так проверяют пятно без выхода основного излучения (ссылка на источник).

Лёгкую пыль и свежий налёт — можно, если на стекле нет сколов, трещин и прожогов. Порядок чистки по тому же руководству (ссылка на источник):

Если пятно не оттирается или после чистки видны следы — стекло меняют.

Остальные пункты регулярного обслуживания — в статье «Техническое обслуживание и безопасность лазерных сварочных аппаратов», типовые неисправности — в материале «Устранение распространённых проблем на лазерном сварочном аппарате».

Ручной аппарат лазерной сварки мощностью в сотни ватт и киловатты — лазер класса 4 по ГОСТ IEC 60825-1-2023; класс конкретного аппарата указан в его паспорте. Поэтому держатель стекла снимают только при выключенном излучении и отключённом питании, а пятно после замены проверяют пилотным лазером, а не рабочим лучом. Без защитного стекла пистолет не включают: брызги и дым сразу пойдут на фокусирующую линзу. При сварке очки под длину волны источника нужны всем, кто в зоне; у SLS Fiber это 1064 нм, очки и ЗИП-комплект входят в его базовую комплектацию.

Фиксированного срока в руководстве производителя нет: стекло проверяют перед каждой работой и меняют, когда на нём брызги, налёт, скол или прожог. Чем грязнее поверхность и больше брызг, тем чаще замена.

Да, это одна деталь: плоское стекло под фокусирующей линзой, которое закрывает оптику от брызг и дыма. Фокусирующая линза — другая деталь, она собирает луч в пятно.

Нет. Размер зависит от сварочной головки: например, у пистолетов MA1 — ⌀20 × 3 мм. Сверяйтесь с паспортом аппарата или со старым стеклом.

Стекло поглощает часть излучения и греется, фокус смещается, проплавление падает. Если стекло треснет или прогорит, брызги и дым дойдут до фокусирующей линзы.

В базовую комплектацию SLS Fiber входит ЗИП-комплект. Отдельно продаются ЗИП-наборы для сварки на 15, 35 и 70 защитных стёкол, а также фокусирующие линзы D20 F150 и D20 F600 — в разделе расходных материалов.

Нужны стёкла или линза под ваш пистолет? Назовите модель аппарата или приложите к заявке фото старого стекла — сверим размер. Расходные материалы →