如何利用预电离区精确切割薄材料

可能很多人都没听说过“预电离区”这个术语，因为这个术语通常只在激光管制造商的文献和规格说明书中提及，并且没有特别详细的说明，但是这对于精确切割材料来说，是一个非常重要的操作。今天详细说明一下如何利用预电离区精确切割薄材料。

激光管的预电离区是什么？玻璃直流二氧化碳激光管的预电离区是指电流在4~6mA或激光功率约为9~16%时的工作区域。该区域的特点是输出不稳定的淡紫色等离子束，并伴有嘶嘶声。该区域非常适合精确切割薄材料，且不会产生烧焦或炭化。

预电离区内阴极束流不完整

一、预电离区何时开始

当玻璃 CO2 激光管中的电流达到约 4mA 时，预电离区开始，这通常相当于激光功率设置约为 9%。

该区域持续工作，直至电流达到约 6mA / 16% 激光功率，激光束稳定。请注意：这些值会因激光管功率、制造商，甚至同一类型的激光管而异。

当激光管处于预电离区时，你会听到激光管发出“嘶嘶”的声音。如果你观察一下激光管在此区域工作时的样子，你会发现通常在高功率下看到的稳定的紫色全长等离子体，现在变成了苍白、不完整且抖动的等离子体。

你会看到等离子体集中在管子的阳极（低压）端，并四处跳跃。你还会注意到等离子体并没有延伸到整个管子的长度。当你将功率增加到接近16%的上限阈值时，等离子体会越来越长，直到延伸到阴极（高压）端。

如果您打算解除安全联锁装置并观察激光管的运行，请采取适当的预防措施。在IV 类模式下操作激光器时，请务必佩戴合适的安全眼镜。

二、究竟发生了什么

激光电源在阳极提供高压（14~30KV），使电子在管内移动。在低电流水平（<4mA）下，能量不足以产生等离子体，因此没有激光输出。随着电流的增加，电子开始在管内首尾相接，但能量仍然不足以维持整个反应。因此，最终会出现许多微小的激光脉冲，这些脉冲由非常大的电流组成，但持续时间仅为纳秒。

三、如何找到激光管的预电离区

1、安全第一：操作激光机时，请佩戴安全眼镜，激光机处于 IV 类模式（即，查看正在运行的激光管时）。设置持续时间约为 10 至 15 秒的工作，并以各种速度运行。

2、从机器运行的最低功率百分比开始。通常在 8% 到 11% 之间。作业运行时，您应该会听到激光管发出嘶嘶的噪音。

3、观察激光管本身，你应该会看到一道非常微弱、闪烁的紫色光芒，它位于激光管的低压端（阴极端）。这就是预电离区的起点。

4、以1%的步长增加功率，将导致辉光沿着管子长度传播得更远，并且闪烁会趋于稳定。嘶嘶声将持续整个预电离区。

5、区域结束的标志是嘶嘶声停止，并在整个激光管长度上产生强烈稳定的紫色辉光。这通常发生在功率为14%~16%之间。

四、预电离区有哪些好处

此模式非常适合切割纸张、卡片等薄有机材料或薄激光安全塑料，因为它具有足够的冲击力来切割这些材料，而不会像高激光功率那样产生热损伤。切割效果干净利落，不会出现烧伤、烧焦或熔化。

五、预电离区会损坏我的管子吗

不会。使用激光管的预电离区不会对激光管造成任何损坏。即使该区域出现高电流尖峰，其持续时间也非常短，不会对激光管造成任何压力。

关于激光管预电离区的结论

预电离区是切割薄而易损材料的绝佳工具。这些材料在较高功率/较高速度下切割时通常会留下烧焦痕迹。使用预电离区可以显著提升产品外观。它使用方便，您可以将设置记录在设置库中以备将来使用。