В силу своих высоких рабочих и качественных характеристик, станки с газовыми лазерными трубками приобрели заслуженную популярность и одинаково успешно используются как на крупных промышленных предприятиях, так и в небольших домашних мастерских. Они отличаются простотой в управлении и обслуживании и доступной, в сравнении с твердотельными лазерами, ценой. Такое оборудование эффективно и с высокой точностью работает с широким спектром материалов и подходит не только для раскроя, но и для гравировки.

Основным рабочим элементом станка является стеклянная колба с несколькими полостями внутри, одна из которых заполнена газом, генерирующим лазерный луч, в другой находится хладагент. В зависимости от модели лазера, внутреннее устройство трубки может различаться, но общая суть остается неизменной: емкость с газовой смесью должна быть заключена в охлаждающий контур.

Охлаждение лазерной трубки при помощи антифриза

Потребность в охлаждении обусловлена принципом работы газовых лазеров.

В процессе формирования луча под воздействием разряда высокого напряжения начинается интенсивное тепловыделение, а, соответственно, и повышение температуры газовой смеси. Превышение порога в 25 градусов влечет за собой снижение мощности лазерной трубки, вызванное уменьшением возбужденных частиц и увеличением скорости распада атомов CO2. Такие изменения пагубно влияют на стабильность излучения и срок службы оборудования.

В свою очередь, низкая температура смеси, наоборот, улучшает рабочие характеристики лазера и увеличивает ресурс работы трубки. Для поглощения излишков тепла и используется система охлаждения. В большинстве газовых лазерных станков в качестве охлаждающего элемента используется жидкость (вода или антифриз), что значительно эффективнее, проще и дешевле, чем воздушная рубашка.

Положительный эффект от охлаждения смеси становится все более заметен в процессе понижения температуры, что вызывает соблазн довести ее до нулевой отметки или даже опустить ниже. Однако, у таких крайностей есть свои отрицательные стороны, среди которых повышенные энергозатраты и риск, что электроника просто не выдержит такой нагрузки.

Но самую серьезную проблему представляет образование конденсата. При достижении точки росы оптическая система лазерного станка начинает запотевать. Влага, образующаяся на зеркалах, препятствует прохождению лазерного луча и оставляет накипь при испарении. Кроме этого, возникает опасность намокания контактов, что может полностью вывести из строя оборудование.

Конденсат, образующийся при опускании температуры ниже точки росы, отрицательно влияет на юстировку и мощность лазерного станка

Для максимально эффективной работы лазерной трубки температура охлаждающей жидкости должна быть на несколько градусов выше точки росы, при которой начинается процесс влагообразования. Рекомендуемый диапазон, ниже которого опускаться рискованно, составляет 14-17 градусов. Расчет точки росы зависит от параметров температуры и влажности в каждой конкретной ситуации. Для статистического рабочего помещения с влажностью 50% и температурой 25 градусов оптимальная температура жидкости будет составлять около 15 градусов.