Тема: RF CO2. Заправка лазера DOES LC-25 10.64um.

[nicholas]

Всем привет!

Суть вопроса в пятом абзаце после этого. ))

Некоторое время назад добыл труп станка лазерной резки аж 2000 года выпуска.

Мозги и почти все питальники сразу были распределены по страждущим и понимающим в них людям. На замену поставил arduino MEGA  проект  - GRBL. Всё настроил оно работает.
Однако следуя из заголовка темы есть определённая загвоздка. Долго, несколько раз, измерял мощность излучения и намерил 2Вт ДВА!!! Ватта. Расстроился, позвал товарища, он намерил тоже самое. Глубина реза при такой мощности 1-1,5мм в акриле, фанере, картоне. Маловато будет (с).

Процесс измерения мощности состоял в следующем: анодированный алюминиевый диск весом 12г нагревался лучом лазера, сфокусированным и нет (в т.ч. сразу на выходе лазера). Измерялась разница температур дальше через теплоёмкость. Поверхность диска шершавая и чёрная. Пробовал анодированный алюминий покрытый сажей, результат такой же, и на болванках разной массы. Сквозняков не было, тыльная сторона диска закрыта лёгкой теплоизоляцией.

Самое главное что максимум мощности излучения получить удалось на 50% подводимой мощности (50% скважность ШИМ). При большей мощности наблюдается срыв генерации но не полный однако заметный глазом (когда резал акрил глубина реза, если сбоку посмотреть на рез, очень неодинаковая при одинаковой скорости подачи).

И так пятый абзац. Есть RF CO₂ лазер, на фото видно место через которое  его можно заправить.
Вопрос: может ли кто сказать более-менее точно какое давление и состав газовой смеси применим к подобным лазерам?
Подойдёт ли рекомендуемая смесь для обычных стеклянных трубок?
Начитал что CO₂ -  9-10%; N₂ - 10-14%; He - остальное. Давление газовой смеси начитал от 8 до 300 торр, причём 8 встретил только один раз, в основном 50-300 рекомендуют.
Что будет с БП если включить пустой (вакуумированный) или переполненный лазер?
Как правильно начинать проверку с малых давлений и добавлять или наоборот?
Прошу помощи в восстановлении лазера или будет он постыдно заменён на китайскую 40Вт трубку))).
Этот проект не коммерческий, а любительский. Так сказать исключительно для себя.
Заранее спасибо за помощь и подсказки.

PS: Папка upload заполнена. Попробуйте файл меньшего размера или свяжитесь с администратором. Что я делаю не так? Не получается добавить фото(((

[Gall]

Худшее, что может случиться - не зажжется разряд или зажжется, но не будет лазерной генерации. Убить БП трубкой не получится.

Состав и давление смеси важны для устойчивой генерации, но неважны для электроники. Можно попытаться примерно рассчитать требуемое давление смеси теоретически, по габаритам трубки и примерным характеристикам зеркал, и стартовать примерно с этого значения. Вверх или вниз - неважно. Разве что совсем уж на крайние давления лучше не ходить.

В трубках CO2 важную роль играет водяной пар (маленькая примесь), но большое его количество вредит. Желательно использовать сухой газ и добавлять воду искусственно, а не наоборот.

Если трубка герметизируемая, откачайте ее как следует и сделайте обезгаживание, прежде чем напускать газ. Проработает дольше.

[Gall]

BTW, очень хороший метод измерения мощностей: нагревайте не просто болванку, а нагревательный элемент (большой резистор или маленький ТЭН). Разогреваете его поочередно лазером и током и добиваетесь равенства температур - значит, мощность тока равна мощности лазера.

Для CO2 чернение может слишком сильно отражать, длина волны такая. Для уверенности используйте "абсолютно черное тело" - полость с маленькой дыркой, светить в дырку. Тогда 100% излучения поглотится, наружу точно не выйдет.

[nicholas]

Gall - спасибо.

Сегодня, если всё получится, поеду на завод. Там большой лазер есть и есть газы по отдельности. Станок у них сам их замешивает. Возьму с собой баллоны из под медицинского гелия. Прям там на системе их вакуумирую и напущу в них газ. Уже дома буду подбирать смесь. Есть доступ к токарнофрезерному оборудованию. Штуцеры и переходники - не проблема. А вот вакуумметра прецизионного нету. Ориентироваться могу только по  тому что на насосе установлен((((. Однако я пробовал этим насосом газосветные приборы делать - получается. Насос VALUE V-I 240SV.
Ещё надо дроссель-натекатель сделать. Думаю иголочку от инсулинового шприца использовать.

По поводу чёрного тела пробовал сколхозить и его. Всё тот же д16т, анодированный пятак 2см высотой 3см диаметром. В торце просверлено сквозное отверстие 16мм, а сбоку 8мм. Луч лазера примерно 2-4мм, трудно оценить. Это конечно не правильная сфера с отверстием. Но близко к тому. Главное результат одинаковый получился. И даже если половина отразилась обратно 4Вт всё равно мало для 25Вт трубки. А вот нагревать резистор это тема, но опять же как сделать поверхность которая будет поглощать излучение с такой длиной волны?

У меня по ходу дела ещё два вопроса родились:
Как добавить водяной пар? Ведь его надо очень мало.
И как герметизировать трубку обратно? Объясняю ситуацию. Если бы там стекло было это не проблема. Паять его я научился уже. А там на три винта прикручен фланец и тонкостенной трубкой из алюминия. После заправки лазера этот патрубок обжали как на бытовых холодильниках и замазали чем-то вроде масляной эмали ну или эпоксидной смолы.упротнение фланца сем сделано ещё незнаю. Но там следы желтоватого лака присутсвуют думаю тоже приклеен.
Какие герметизирующие материалы можно применить чтобы они не испарялись в рабочий объём лазера?

ссылка на фотки:
https://www.dropbox.com/sh/s46yj39rcvoag7t/AACAsH0TUm5chIE9PYiHUTFMa?dl=0

[Gall]

Про черное тело: возьмите кусок алюминия с дырой, в тот же кусок вделайте нагреватель. Можно просто засунуть резистор внутрь той же полости, куда лазер светит, но лучше отдельно. Тогда будет плевать на конвекцию и утечки тепла. А поглощение будет близко к 100% за счет конструкции. Можно даже не анодировать и вообще никак не обрабатывать поверхность - главное, чтобы свет отражался не обратно, а глубже, тогда вошедшее в дырку так или иначе наружу уже не выйдет.

Для добавления водяного пара достаточно маленькой капли в подводящих трубках.

Металлический патрубок я бы заделал так же, как заделывают на тех же холодильниках, при необходимости заменив весь патрубок. Сжать поплотнее (уже утечки не будет) и запаять твердым припоем (чтобы уж совсем намертво).

[nicholas]

Итак газ есть. Смесь надо готовить. Но пока не хватает времени. Чутка работы подвалило. Ближе к выходным буду пилить новый фланец с заправочным патрубком и наверно уже пробовать заправлять.
Страшно блин)))))

[Gall]

Страшнее, чем потом еще раз перезаправить, не будет.

[nicholas]

И так, смесь приготовлена. Заготовил пару литров. Разобрал лазер (штуцер заправочный снял), и увидел то чего не ожидал. А именно там в качестве уплотнения применили очень мягкий, на много мягче чем ПОС61, как пластилин холодный сплав. Сплав этот мне показался сначала алюминием, так же ярко блестит, но когда поцарапал его он оказался мягким. Разумеется этот самый сплав был заныкан в пакетик. Будем с товарищем пилить новый заправочный штуцер. Думаю из латуни для удобства пайки. Трубку также пережмём и запаяем ПОС61. Твёрдый припой сильно горячий. Неудобно. А тут 3-7 секунд и норм. Хитросплав намесим обратно и на него же напялим штуцер. Фото в следующем посту.

[Gall]

Со старыми лекоплавкими сплавами аккуратнее, среди них есть высокотоксичные. Хотя скорее всего там просто много висмута.

[nicholas]

На счёт сплава не скажу. Но известные мне гораздо твёрже. Этот как натрий по мягкости, хотя его там и близко не проносили)). Всякие там Розе и Вуда сплавы намного твёрже.
Самое странное вот в чём: латунь, но не лудится. Я радиомеханик по образованию, с большим опытом в ремонте РЭА и монтажа электронных компонентов. За свою жизнь не смог припаять мало лишь какие сплавы (дюраль и ноги от радиоламп наверно платинит и/или ковар). А тут латунь!!! Лужу но она чернеет. Флюсы имеющиеся у меня не сработали. Даже флюс по алюминию не помог, чуть-чуть залудилось но плохо и не до конца. В общем пойду на металлобазу покупать другую марку латуни.

[Gall]

А латунь ли она? Больше похоже на какую-то странную бронзу. С ними так бывает.

[nicholas]

Очень может быть. Заготовка была взята из коробки с отходами производства)))). Марку разумеется никто не знает.
Из вредности достал неизвестную жёлтую трубку, и спокойно залудил. Латунь как латунь)))
Потопаю на металлобазу...
Тут ещё работа времени требует...

[desert_worm]

а может мягкий металл уплотнителя это индиевая фольга?

[nicholas]

а может мягкий металл уплотнителя это индиевая фольга?

Не могу знать. Хроматографа нету.
Гыыы, ремонтирую параллельно знакомым лазерный станок  китайский. Ну как станок, руины станка. Он перенёс пожар, а потом потоп...
А ещё сбегал таки до металлобазы и добыл латунь. На выходных выточу снова фланец, и уже буду пробовать заправлять).
А ещё, если те руины заговорят, попробую у них старую трубку отжать, 90Вт на эксперименты.
Нет я не занимаюсь ремонтом станков профессионально. Я радиомеханик, и долго был медтехником. Но сейчас без работы(((.

[Gall]

Неизвестный легкоплавкий сплав можно попытаться определить по точной температуре плавления. И по характеру кристаллизации: есть ли стадия "каши" - она есть только у неэвтектических сплавов, отсутствует у эвтектических и чистых металлов.