شیشه محافظ دستگاه جوش لیزر

شیشه محافظ دستگاه جوش لیزر: راهنمای جامع، اصول انتخاب و نکات ضروری

مقدمه

در صنعت جوشکاری لیزری، یکی از حیاتی‌ترین و در عین حال کمتر شناخته‌شده‌ترین قطعات، شیشه محافظ دستگاه است. این قطعه که گاهی با نام “پنجره محافظ” یا “افز مِیل” (protective window) شناخته می‌شود، نقش کلیدی در محافظت از اپتیک‌های داخلی دستگاه و افزایش دوام و کیفیت تولید دارد. در این متن سئو شده، به صورت جامع و کاربردی به معرفی شیشه محافظ دستگاه جوش لیزر، انواع آن، نحوه انتخاب، روش نصب و نکات نگهداری خواهیم پرداخت.

۱. شیشه محافظ دستگاه جوش لیزر چیست؟

شیشه محافظ دستگاه جوش لیزر، یک قطعه شفاف و مقاوم است که در مسیر نور لیزر قرار می‌گیرد. هدف اصلی آن:

جلوگیری از برخورد ذرات فلزی یا پاشش جوش به لنزها و عدسی‌های حساس.

محافظت از اپتیک‌ها در برابر گرما و اشعه‌های پراکنده.

حفظ کیفیت پرتو لیزر با کاهش آلودگی اپتیکی.

۲. اهمیت استفاده از شیشه محافظ

در صورت عدم استفاده یا خرابی شیشه محافظ:

آسیب به عدسی‌ها و سیستم اپتیکی باعث کاهش کیفیت جوش، افزایش تلفات لیزر و هزینه‌های تعمیر می‌شود.

آلودگی داخلی مانند گرد و غبار یا ذرات فلزی، می‌توانند پرتو را پراکنده کرده و منجر به اشعه‌های ناخواسته یا بریدگی نامتقارن شوند.

خرابی اپتیک منجر به کاهش عمر مفید دستگاه و بروز خرابی‌های جدی در سیستم لیزر خواهد شد.

۳. انواع شیشه محافظ در جوش لیزر

۱. شیشه ساده (Clear Glass)

قیمت مناسب

مناسب برای کاربردهای سبک و غیرصنعتی، که شدت اشعه پایین است.

بدون پوشش ضدبازتاب (AR) یا پوشش مقاوم.

۲. شیشه با پوشش ضدبازتاب (AR-coated Window)

دارای پوشش نازک ضد انعکاس برای بهبود کیفیت انتقال نور و کاهش تلفات.

مناسب سیستم‌های لیزر با بازده بالا یا سیستم‌هایی که دقت اپتیکی برایشان حیاتی‌ست.

۳. شیشه مقاوم در برابر حرارت

ساخته شده از مواد با ضریب انبساط حرارتی پایین مانند کوارتز یا سرامیک.

مقاوم‌تر در برابر حرارت و مناسب برای فرآیندهای با توان بالا.

۴. شیشه فلتر (Filter Window)

علاوه بر نقش محافظتی، فیلترهایی برای عبور طول‌موج خاص لیزر دارند.

در کاربردهایی مثل جوشکاری کننده لیزری مخصوص، که نیاز به تفکیک طول‌موج پابرجاست، کاربرد دارند.

۴. چگونه شیشه محافظ مناسب انتخاب کنیم؟

• تناسب با طول‌موج لیزر

هر نوع لیزر (CO₂، فایبر، YAG و غیره) طول‌موج خاصی دارد. شیشه محافظ باید:

به آن طول‌موج شفاف باشد و

در صورت نیاز، پوشش مخصوص برای عبور آن طول‌موج را داشته باشد.
مثلاً: شیشه‌های ویژه برای لیزرهای فایبر (۱۰۶۴ نانومتر) و CO₂ (۱۰.۶ میکرومتر).

• تحمل دما و گرمای پراکنده

در فرآیند جوش، گرمای بالایی ایجاد می‌شود. بنابراین:

شیشه‌ای با تحمل حرارتی بالا (مثلاً از جنس کوارتز) انتخاب شود.

مقاومت در برابر شوک حرارتی و انبساط مواد در بازه‌های دمایی مختلف را داشته باشد.

• ضریب جذب و انتقال نور

برای کارایی بالا:

ضریب جذب پایین و ضریب انتقال بالا اهمیت دارد؛

پوشش‌هایی مثل ضدبازتاب AR می‌تواند انتقال بهبود یابد و بازتاب کاهش یابد.

• مقاومت مکانیکی

شیشه باید:

در برابر ضربه، پرتاب فلز گداخته یا لرزش‌های فرآیند، مقاوم باشد؛

ضخامت مناسب و – در صورت نیاز – محافظ فلزی دورش داشته باشد.

• ابعاد و شکل ظاهری

ابعاد باید با محفظه اپتیکی دستگاه مطابقت داشته باشد. توجه ویژه به:

قطر، ضخامت، و فاصله لیزر-شیشه،

کیفیت سطح (بی‌ثباتی سطحی، چرخش و تمرکز پرتو).

۵. نصب صحیح شیشه محافظ

قبل از نصب، سطح آن را با محلول‌های خاص پاک کنید (بدون الکل خشن)

از دستکش نخی یا پارچه مخصوص استفاده کنید تا آلودگی انتقال نداشته باشد.

شیشه را در جهت درست (روی پوشش AR در بیرون یا داخل مطابق توصیه سازنده) قرار دهید.

مطمئن شوید که شیشه تراز و فیکس شده است تا از لرزش یا جابجایی جلوگیری شود.

در صورت استفاده از گسکت (درزگیر)، اطمینان حاصل کنید از مواد مقاوم در برابر حرارت استفاده شده باشد.

۶. نگهداری و تعویض

سطح شیشه را به‌طور منظم با محلول‌های معمول ضدچربی تمیز کنید، از پنبه نرم یا پارچه میکروفایبر استفاده کنید.

علائم ساییدگی یا سوختگی (مانند نقاط سیاه یا لک) را دوره‌ای کنترل کنید.

در صورت ایجاد خط‌ و خش یا فشار بیش از حد روی لیزر، بلافاصله تعویض شود؛

زمان مناسب تعویض بر اساس کاربرد و میزان آلودگی، حدود هر ۶ تا ۱۲ ماه یا پس از تعداد مشخصی عملیات جوش (ملاک عملیاتی)، متغیر است.

۷. مزایای استفاده از شیشه محافظ باکیفیت

طول عمر دستگاه افزایش می‌یابد؛ هزینه‌های تعمیر و نگهداری کاهش می‌یابد.

کیفیت جوش بهبود می‌یابد؛ پرتو لیزر با وضوح بهتر، یکنواختی بیشتر و دقت بالاتر.

ایمنی اپراتور حفظ می‌شود؛ کاهش احتمال پاشش جرقه یا فلز ذوب‌شده.

بازده انرژی بهتر؛ به‌واسطه کاهش پخش نور و تلفات، مصرف انرژی لیزر کاهش می‌یابد.