Тема: СО2-ЛАЗЕР С ДИФФУЗИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ТЛВ-700

[Sergej_shaggy]

Эксплуатируем такой лазер, только от  компании "Лазерные комплексы" и под маркой ДВЛ-1000. Краткая характеристика - радиолюбительская технология в действии. У нас полтора года ушло на его вылизывание и еще три на долизывание. Первоначально в нем было аж 27 трубок (3 ряда по 9 трубок). Из Шатуры две группы настройщиков приезжали - все настроить не могли. А как настроили, то на следующее утро свалили, а трубки к концу дня опять сгорели. Короче, первые полтора года мы под чутким руководством из Шатуры все юстировали трубки, пока не поняли, что они и сами не знают как его заставить стабильно работать. Начали изменять и оптическую часть и электрическую схему. Короче, в настоящее время мы работаем на одном ряду трубок с незначительной потерей мощности, но зато стабильно. Пришел утром, включил и работаешь.
Кстати, почему перестали гореть трубки - на практике проверил исходя из зоны Френеля - концы трубок, которые еще оставались ровные, специально скалывали под косым углом. Диаметр выходного отверстия как-бы увеличивался и соответственно потери на торцах трубок приходились на большую поверхность.

[sser]

Скажите ,а сколько мм длина резонатора и длина каждой трубки их внутренний диаметр, ещё какие призмы и зеркала, устройство ,состав оптики до и после?

[Sergej_shaggy]

Длина трубок, если мне память не изменяет, 1895-1900 мм, диаметр трубок внешний 9 мм, внутренний 7 мм, скорее всего изготовлены из высокотемпературного кварцевого стекла.Призмы внутри нет, у нас лазер под номером "2", может в более поздних моделях призма и появилась. Зеркала штатные, просто оптический тракт уменьшили - поставили глухое зеркало после первого ряда. Честно говорю, что где-то с год-полтора работали на двух рядах и потери мощности вообще не было заметно. Резали металл 6-8 мм. Но видно трубки подустали, все-таки восьмой год идет. Сейчас при повышении мощности выше определенного значения трубки сразу сгорают, есть участок мощности, когда трубки работают 2-3 дня и сгорают. Не знаю почему, но владельцы станка говорят, что новые трубки из Шатуры не высылают. Может там у них и конфликт был, потому-что настолько "сырую" разработку продали, что одни маты.
Вообще разработка классная, при такой мощности и таких затратах можно резать сравнительно толстый металл. Но, как всегда, российские разработки доводят до ума за рубежом (я в Киргизии).

[sser]

Какой состав газовой смеси?
Давление ,скорость прокачки?
Катализатор используете?
А металл режете с кислородом?

[Sergej_shaggy]

Газовая смесь стандартная HE:CO:N - 10:1:2
Давление 27-36 тор. Замечено, что при плохой юстировке трубок давление надо делать меньше, чем точнее юстировка, тем давление выше. Скорость прокачки - трудно сказать. Одного заправленного баллона (40 литров, примерно 75-80 атмосфер) хватает на 1-1,2 года работы. В среднем в день станок работает 5-6 часов. Получается меньше 2-х листров в час.
Катализатор не используем.
Металл режем с кислородом, но режим именно лазерно-кислородной резки, а не кислородно-лазерной. На воздухе, когда было два ряда трубок, резали 3-3,5 мм, сейчас только 1,5 на воздухе может. Щирина реза на металле 1,5 - 2 мм - менее 0,1 мм. Для прикола клали вырезанную деталь на солнышке, а заготовку в тени - через час деталь обратно не входила.

[sser]

Спасибо, особенно за инфу из практического опыта.
Уже слыхал и читал про такой тип лазеров ,что они обладают очень тонким резом...
Скажите ,а какая оптика используется между излучателем и режущей головкой и какой диаметр зеркал излучателя?
И какова частота генератора накачки, какое напряжение на каждой трубке?
....если конечно не надоел своими вопросами.

[Sergej_shaggy]

Попробую на память ответить.
Оптика - кремниевые зеркала с каким-то напылением. Для чего напыление - понятно, состав естественно не знаю. Одно из зеркал - фазосдвигающее, т.е. меняет поляризацию луча. Заказывали на замену через московское представительство израильской фирмы. Одно из зеркал по столу с фокусным расстоянием 10 метров для коррекции расходимости луча. Понятно, что лазер от этого зеркала выставлен на расстояние 5 метров относительно мнимого ядра/источника/фокуса лазера. Линзы на резаке с фокусным расстоянием 127 и 190 мм. Зеркала излучателя - пластины из того же полированного кремния. Торцевое зеркало - тоже кремний. Выходное зеркало - селенид цинка, полупрозрачное. Такие же зеркала часто встречал в китайских трубках. Все зеркала плоские. Поэтому требуется очень точная юстировка. Как-то ради интереса менял торцевое зеркало на полированную медную пластину - работало. Правда с этим зеркалом на мощность не настраивал - боязно было. Кстати, многие зеркала еще родные. Даже те которые меняли, то эффекта от замены не заметили.
Генератор накачки - простой высоковольтный трансформатор, разряд в трубках - продольный высокочастотный. Точно частоту уже не помню, что-то около 23-25 кГц. Все трубки подсоединены параллельно, через контактные пластины. Электродами служит фольга, намотанная на трубки. Напряжение должно быть около 25 кВольт, это данные изготовителя. Но на самом деле не знаю, поскольку изначально транс был включен по мостовой схеме, а после наших переделок он теперь работает по полумостовой схеме. Разряд стабильный, а такого ведь быть не может, ведь напруга должна в 2 раза упасть.  Хотя может трансформатор изначально неправильно рассчитали и сердечник входил в насыщение и даже в мостовой схеме он также выдавал 25 кВольт + грел охлаждающее масло и транзисторы. По электронной схеме вообще проходится не буду. Одно слово - радиолюбительская технология в действии. Хотя видно, что радиолюбитель очень опытный.

[sser]

И еще вопрос, какое расстояние между центрами трубок и как расположены их ряды.

[Sergej_shaggy]

Расстояние между центрами не помню, примерно 12-15 мм. Расположены по 9 трубок по горизонтали в три ряда.
Но, по-моему, не стоит гнаться за количеством трубок. В принципе, по-моим расчетам, я думаю, что достаточно три трубки по 1,2-1,3 метра и можно получить примерно такую же мощность. Как-то считал дифракционные потери, так выходило, что остальные трубки тупо работают на компенсацию потерь, добавляя по 2-5 % к мощности. То что лазер якобы волноводный: из принципа настройки оптического тракта, когда отражения настраиваются на образование четких колечек, следует, что оптический тракт настраивается на прямое отражение от глухого и полупрозрачного зеркала. Значит отражений от стенок трубок не происходит (не должно происходить при идеальной настройке), следовательно к пучку света, выходящего из отдельно взятой трубки, применимо понятие дифракционных потерь. Думаю, что именно отсюда у таких лазеров очень хорошие свойства лазерного пучка, поскольку все лишние моды и прочее просто уходит в потери.
Короче, как мне сказали наши владельцы лазера - я своими мыслями поставил под сомнение всю работу ИПЛИТ РАН РФ и само существование волноводных и щелевых лазеров, сведя их к простой трубке.