ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лазерное скрайбированне и маркирование Григорьянц, А.А. СокоЛазерное технологическое оборудование для размерной обработки Григорьянц, АА. СокоЭлектронно-лучевая обработка материалов Григорьянц, ИН. Жиганов) из "Машиностроение энциклопедия ТомIII-3 Технология изготовления деталей машин РазделIII Технология производства машин " Громадная концентрация энергии лазерного излучения, существенно превосходящая другие источники нагрева, позволяет не только увеличить производительность обработки, но и получать принципиально новые результаты. [c.300] Лазерная резка материалов осуществляется тепловым воздействием излучения, вызывающего процессы испарения материала, плавления и удаления расплава из зоны реза, химические реакции горения и термодеструкции и др. [c.300] Процесс лазерной резки металлов в режиме испарения проводится с высокими плотностями мощности излучения, достигающими порядка 10 . .. 10 Вт/см и обеспечивающими интенсивное испарение металла в зоне действия луча и последующее удаление продуктов реза в виде пара или конденсата. Этот процесс обеспечивается импульсно-пе-риодическими лазерами. [c.300] Доля жидкой фазы в канале реза незначительна, так как высокие плотности мощности излучения обеспечивают быстрый нагрев обрабатываемого участка до температуры кипения. Вследствие этого обеспечивается высокое качество поверхностей реза. Однако лазерная резка металлов в режиме испарения требует больщого энергетического вклада и не обеспечивает высокой производительности процесса. В связи с этим резка металлов в режиме испарения не находит широкого самостоятельного применения, но может оказаться перспективным процессом в сочетании с лазерной резкой плавлением при резке по сложным криволинейным контурам. В этом случае резка с малой кривизной проводится на вы сокопроизводительном режиме плавления с использованием непрерывного излучения, а на участках с большой кривизной рез осушествляется в режиме испарения и с использованием импульсно-периодического излучения. [c.300] Для осуществления резки ряда неметаллических материалов органического происхождения (пластмассы, полимерные пленки, ткани и др.) в режиме испарения требуются значительно меньшие плотности мощности (порядка 10 Вт/см ), что позволяет эффективно применять для их резки непрерывное излучение. [c.300] Наиболее широкое применение в промьпиленности находит лазерная резка металлов в режиме плавления и удаления расплава из зоны реза. Получение глубоких резов сопряжено с образованием достаточно большого количества расплава. Действие избыточного давления паров оказьшается недостаточным для полного удаления расплава из зоны воздействия лазерного излучения. В этом случае сквозной рез может заплавиться, поэтому для эвакуации расплава используют дополнительную струю газа, подаваемого коаксиально излучению в зону обработки. [c.300] При использовании вместо инертного газа какого-либо активного газа (кислород и др.) и при достижении температуры горения материала появляется дополнительный источник нагрева в результате протекания экзотермической реакции. Кроме того, струя кислорода способствует предварительному окислению металла и снижению отражательной способности, а также выполняет гидродинамическую функцию по очистке зоны резания. Энергетические затраты процесса лазерной резки в струе активного газа приблизительно в два раза меньше, чем при резке в инертном газе. [c.301] На процесс газолазерной резки большое влияние оказывают свойства металлов. Применение струй кислорода при резке углеродистых и коррозионно-стойких сталей значительно эффективнее по сравнению с использованием инертного газа либо воздуха в частности, при этом существенно увеличивается глубина реза. [c.301] При газолазерной резке титановых сплавов необходимо учитывать, что активная реакция окисления при воздействии кислорода на расплавленный металл интенсивно развивается не только в направлении резки, но и в сторону. Тем самым значительно увеличивается щирина реза. Лучшие результаты по качеству реза получаются при использовании инертных газов (аргон, гелий) или сжатого воздуха. [c.301] Резка металлов с высокой теплопроводностью представляет определенную трудность. [c.301] Поверхность сплавов алюминия покрыта пленкой окисла с высокой температурой плавления, поэтому требуется более высокая плотность мощности по сравнению с резкой стали. Еще большая плотность мощности при прочих равных условиях требуется для резки сплавов меди, обладающих высокой теплопроводностью. [c.301] Результаты исследований качественных показателей процесса газолазерной резки показывают, что щирина реза практически не зависит от рода металла и давления режущего газа и уменьщается с увеличением скорости резки. [c.301] Для получения высококачественных розов с отсутствием грата необходимо строго соблюдать оптимальные параметры режимов газолазерной резки. В табл. 2.6.1 приведены оптимальные режимы и параметры лазерной резки материалов. [c.301] Дальнейшее повышение плотности мощности лазерного излучения обеспечивает при резке металла увеличение глубины реза и снижение его ширины. С этой целью рекомендуются лазерные установки с минимально возможным диаметром луча на вькоде из резонатора, работающие в одномодовом режиме генерации излучения. [c.302] Энергоемкость лазерной резки материалов первой группы, как правило, меньше, чем второй. Однако ряд слоистых пластиков со связующей в виде термореактивных смол требуют значительно больших энергозатрат по сравнению с термопластами и даже с металлами. Это объясняется образованием эрозионного факела, экранирующего лазерное излучение, а также разложением реактозрхастов с образованием коксового остатка (свободного углерода), для испарения которого требуется существенный энерговклад. [c.302] Хорошие результаты обеспечивает лазерная резка кварцевого стекла, заключающаяся в возгонке окиси кремния при температуре, близкой к температуре плавления стекла. Поверхности реза отличаются высоким качеством. [c.302] Резка обычного стекла вызьшает некоторое затруднение. Для предотвращения трещин резка осуществляется на оптимальных режимах также рекомендуется дополнительный нагрев стекла до температур порядка 600 °С. [c.302] Показатели качества поверхности при резке неметаллов существенно выше, чем при резке металлов. В частности, шероховатость поверхности реза на древесине и изготовленных на ее основе слоистых клеенных материалов находится на уровне = 0,1. .. 1,6 мкм. Стенки при резке термопластных материалов (плексиглас, винипласт) представляют собой полированные поверхности. [c.303] Характерные режимы газолазерной резки ряда неметаллических материалов, обеспечивающих сочетание высокого качества поверхности реза и высокой производительности процесса, приведены в табл. 2.6.1. [c.303] Вернуться к основной статье