Установка лазерного нагрева

Рис. 7.47. Схема установки для измерения теплопроводности и теплоемкости твердых диэлектрических материалов с использованием лазерного нагрева

Температура диффузионной сварки, конструктивные формы и размеры изделий определяют выбор источника нагрева. Нагрев изделий при диффузионной сварке можно осуществить с помощью любых известных источников нагрева (индукционных, радиационных, плазменных, дуговых, светолучевых и т.д.) По источникам и способам нагрева, применяемым для диффузионной сварки, установки делят на следующие группы с индукционным, радиационным, контактным, электронно-лучевым, световым, лазерным нагревом, с нагревом в поле тлеющего разряда, с нагревом проходящим током, комбинированным и т. д. [c.98]

В импульсных термоядерных установках используется инерционный метод удержания плазмы, суть которого состоит в нагреве и сжатии небольщих шариков термоядерного топлива (смесь дейтерия и трития) мощным лазерным излучением или мощными релятивистскими электронными пучками (РЭП) до таких значений температуры и плотности, при которых термоядерные реакции успевают завершиться за короткое время существования свободной ничем не удерживаемой плазмы. Для установок такого типа концентрация частиц п л 10 -т 10 м , а время удержания 10 ч- 10 с. [c.282]

Установки, использующие принцип испарения-конденсации, различаются способом ввода испаряемого материала, способом подвода энергии для испарения, рабочей средой, организацией процесса конденсации, системой сбора полученного порошка. Испарение металла может происходить из тигля или же металл поступает в зону нагрева и испарения в виде проволоки, впрыскиваемого металлического порошка или в струе жидкости. Подвод энергии может осуществляться непосредственным нагревом, пропусканием электрического тока через проволоку, электроду-говым разрядом в плазме, индукционным нагревом токами высокой и сверхвысокой частоты, лазерным излучением, электроннолучевым нагревом. Испарение и конденсация могут протекать в вакууме, в неподвижном инертном газе, в потоке газа, в том числе в струе плазмы. [c.18]

Электронно-лучевая и лазерная резка. Эти процессы основаны на испарении металла под воздействием мощного, концентрированного источника нагрева. Электронно-лучевая резка осуществляется в вакууме, в то время как резка лазером может происходить в обычной атмосфере. Резка этими методами отличается высокой чистотой и точностью реза, небольшой зоной термического влияния на кромках разрезаемого материала. Однако установки для электронно-лучевой и лазерной резки имеют повышенную сложность и стоимость. [c.522]

По сравнению со вторым изданием разд. 7 подвергся существенной переработке. В нем значительно шире представлены характеристики приборов и установок отечественного производства, а также приборов, производимых ведущими зарубежными фирмами, для определения теплофизических свойств веществ в условиях заводской лаборатории рассмотрены методы и установки, появившиеся после вь[хода в свет 2-го издания справочной серии. Принципиально новым является параграф, в котором описаны современные динамические методы определения теплофизических свойств при экстремальных параметрах состояния методы нагрева образца импульсом электрического тока, лазерной вспышки, ударного сжатия. [c.9]

Современный этап развития лазерной техники характеризуется непрерывным увеличением промышленного выпуска лазеров и высокими темпами внедрения лазеров в народное хозяйство. Применение лазеров в машиностроении, в производстве приборов и элементов электронной техники способствует повышению надежности, качества и увеличению выхода годных изделий, улучшает условия труда и уменьшает трудоемкость производства. Среди лазерных технологических установок для сварки, резки, закалки и отжига материалов, сверления отверстий и других операций ведущее место в настоящее время принадлежит установкам с твердотельными лазерами. Твердотельные лазеры также широко используются для исследований и испытаний различных материалов, получения высокотемпературной плазмы и мягкого рентгеновского излучения. Опыт разработок и эксплуатации приборов показывает, что достижение высоких и стабильных во времени параметров лазеров и лазерного излучения (КПД, энергии и мощности излучения, расходимости, спектрального состава) не может быть обеспечено без учета в конструкции лазеров и при управлении режимами их работы различных эффектов, обусловленных нагревом элементов лазерного излучателя. Только при правильном выборе теплового режима элементов излучателя лазера, при устранении или частичной компенсации негативных проявлений термооптических эффектов можно обеспечить стабильность параметров лазеров и эффективное управление их характеристиками. [c.3]

Этот способ модификации поверхности реализуется без объемного нагрева инструмента, т.е. является локальным, не вызывает дополнительной деформации режущего инструмента и дает возможность обрабатывать только те участки инструмента, которые наиболее подвержены износу в процессе резания. Лазерные технологические установки имеют достаточно высокую стоимость (главным образом, непрерывные СОг-лазеры), низкий КПД (используется только 15 % подводимой энергии) и обладают низкой производительностью. Кроме того, имеются большие сложности при необходимости обработки фасонного инструмента. [c.106]

Установки для ДСМ состоят из двух основных комплексов — электромеханического и энергетического. Электромеханический комплекс установки пред-назначен для герметизации и вакуумирования рабочего объема, выполнения всех сварочных, установочных и транспортных перемещений свариваемого изделия, вспомогательных операций, а также для управления всеми этими процессами. В его состав входят вакуумная камера, откачная система, системы передачи давления на свариваемые детали, система наблюдения, вспомогательные устройства и механизмы, предназначенные для регулирования и контроля температуры свариваемых деталей в зоне контакта, измерения и контроля остаточного давления (вакуума) в рабочей камере. В этот комплекс входит и система управления электрооборудованием перечисленных устройств. К энергетическому комплексу относятся источники нагрева, применяемые для ДСМ. Они делятся на следующие группы индукционный, радиационный, контактный, лазерный, электроннолучевой нагрев, нагрев в поле тлеющего разряда, проходящим током, комбинированные и т. д. [c.61]

Установки лазерного нагрева (см. рис. 3.4, г), несмотря на ограниченную мощность (до 50 кВт), нашли применение в некоторых технологических процессах. Лазерный нагрев характеризуется высокой плотностью мощности в зоне нагрева и применяется прежде всего для локального упрочнения деталей в местах повышенного износа и в труднодоступных полостях. В зависимости от плотности мощности лазерного излучения термическая обработка осуществляется как нагревом до температуры ниже температуры плавления, так и оплавлением поверхности изделия. При этом используются уровни плотности мощности лазерного юлучения Е = 10 - 10 Вт/м , что обеспечивает локальный нагрев металла до температуры плавления без заметного его испарения. Рекомендуется устанавливать плотность мощности для лазерной термообработки < Я, где = 10 - 5 Ю (Вт/м ) — пороговая плотность мощности излучения, выше которой происходит активное расплавление и испарение обрабатываемого материала. Важнейшими особенностями лазерной термообработки металлов являются возможность обработки деталей в любой атмосфере и отсутствие деформаций после термо- [c.152]

По no ofy преобразования электроэнергии в теплоту ЭТУ подразделяют на установки нагрева сопротивлением, дугового, индумщонного, диэлектрического, плазменного, электронно-лучевого и лазерного нагрева. В некоторых ЭТУ одновременно реализуется несколько способов преобразования электроэнергии в теплоту, например в рудно-терми-ческих печах — нагрев сопротивлением и дуговой нагрев, в низкотемпературных установках — индукционный нагрев и нагрев сопротивлением. [c.129]

Рис. 107. Оптическая схама лазерного нагрева (установка УЛ-2М)

Это приводит к необходимости применения дополнительных (к омическому) методов нагрева плазмы. В настоящее время наиболее перспективными из них считаются инжекционный, высокочастотный, лазерный, турбулентный, адиабатный и др. Инжекционный метод основан на дополнительной инжекции быстрых нейтральных атомов дейтерия и трития в плазму. Источники быстрых нейтральных частиц называются инжекторами. Нейтральные атомы спокойно проходят через магнитное поле в уже нагретую омическим способом плазму и ионизуются. Образовавшиеся ионы удерживаются магнитным полем и, соударяясь с другими частицами, передают им часть энергии и тем самым дополнительно нагревают плазму. Опыты по инжек-ционному нагреву в различных установках показывают, что температура ионов плазмы Г увеличивается почти линейно с ростом мощности инжекторов 1 — 2 эВ на 1 кВт мощности. Питание систем инжекции и их управление являются сложными задачами при большом числе инжекторов (мощность одного инжектора около 1-5 МВт). [c.282]

Заметим Также, что представленные На рис. 3.1 диаграммы процессов лазерной обработки дают лишь общее представление о диапазонах изменения поверхностных плотностей мощности и энергии лазерного излучения в зависимости от вида обработки. Действительные их значения в конкретных операциях зависят от свойств материалов и от применяемых методов повышения эффективности использования излучения. При обработке металлических изделий в режиме нагрева и плавления КПД процесса непосредственно зависит от отражательной способности образцов вследствие этого энергии лазерных пучков, обеспечивающие одно и то же энерговложение в зону обработки различных металлов, могут отличаться более, чем на порядок. При использовании специальной обработки поверхности металлов или систем возврата в зону обработки отраженного излучения [68, 75] требуемые для осуществления одного и того же технологического процесса уровни энергии и мощности могут быть снижены в несколько раз. Это дает возможность облегчить режим работы лазера и повысить его надежность или увеличить частоту следования импульсов, а следовательно, и производительность технологической установки. [c.118]

В отличие от лазерной сварки в установках для сварки и пайки световым лучом используют мощные источни (и излучения, свет от которых фокусируется специальными линзами и отражателями в пятие нагрева (рис. 26.31). Для технологических целей наиболее удобные излучатели дуговые, ксеноновые лампы сверхвысокого давления (до I МПа). Плотность энергии в пятне нагрева в установках для сварки световььм лучом достигает 10 Вт/см , Область рационального при.меиения — приборостроение. [c.413]

Вне ядерного заряда размещались две пары мишеней. В составе каждой пары была сферическая и несферическая мишень. Несферическая мишень отличалась от сферической особенностями с целью имитации неравномерности нагрева и разнодинамичности движения оболочки при облучении 12 лучами лазерной установки. Друг от друга пары отличались диаметром полости. Диаметр меньшей пары был примерно в 25 раз больше диаметра мишени, которую предполагалось использовать в случае успешной реализации работ по проблеме лазерного термоядерного синтеза. Различие в размерах компенсировалось более медленным нарастанием температуры в боксе по сравнению с длительностью лазерного импульса. [c.272]

Так в мишени непрямого сжатия, рассчитанной для экспериментов на установке NIF в Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе, только 20% энергии рентгеновского излучения воздействует на термоядерную капсулу. При ожидаемой в такой мишени степени конверсии около 60%, для нагрева и сжатия рабочей термоядерной мишени будет использоваться только 12% лазерной энергии. [c.36]

Обеспечивая высокую эффективность и надёжность конверсии, способ преобразования лазерного излучения во встречный поток рентгеновского излучения приводит вместе с тем к ряду недостатков непрямой мишени. Эти недостатки обусловлены в основном сложной процедурой облучения мишени. Во-первых, ввод лазерных пучков внутрь мишени приводит к значительным техническим усложнениям системы фокусировки лазерной установки, во-вторых — к значительному каналу потерь энергии, связанных с тем, что необходимость транспортировки лазерных пучков внутри объёма конвертера, вне разлетающейся плазмы термоядерной капсулы, делает невозможным минимизацию размеров конвертера ниже определённого предела. Так в мишени непрямого сжатия, рассчитанной для экспериментов на установке NIF (Ливерморская Национальная лаборатория, США), отношение площадей поверхности термоядерной капсулы и внутренней поверхности конвертера составляет 1 20. Это приводит к тому, что только 20% энергии рентгеновского излучения воздействует на термоядерную капсулу. При ожидаемой степени конверсии 60-80% для нагрева и сжатия рабочей термоядерной мишени будет использоваться только 12-18% лазерной энергии. [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...