|
| | |
|
|
|
|
|
|
08.05.2009 г. |
Ла́зер (англ. laser, сокр. от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — «Усиление света с помощью вынужденного излучения») — устройство, использующее квантовомеханический эффект вынужденного (стимулированного) излучения для создания когерентного потока света. | | Лазерная резка – Общие понятия
В промышленности получили распространения и процессы разделения материалов, основанных на электрохимическом, электрофизическом и физико-механическом воздействиях. Ацетиленокислородная резка, плазменная резка проникающей дугой и другие физико-химические методы разделения обеспечивают повышение производительности по сравнению с механическими методами, но не дают высокой точности и чистоты поверхности реза и требуют в большинстве случаев последующей механической обработки. Электроэрозионная резка позволяет осуществлять процесс разделения материалов с малой шириной при высоком качестве реза, но характеризуется низкой производительностью.
Возникает производственная необходимость в разработке и промышленном освоении методов резки современных конструкционных материалов, которые сочетали бы высокие показатели как по производительности процесса, так и по точности и качеству поверхностей реза. К числу таких перспективных процессов следует отнести лазерную резку металлов.
Сфокусированное лазерное излучение, обеспечивая высокую концентрацию энергии, позволяет разделять практически любые металлы и сплавы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получать узкие разрезы с минимальной зоной термического влияния. При лазерной резке не требуется механическое воздействие на обрабатываемый металл, а возникающие деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания, незначительны. Это позволяет осуществлять лазерную резку с высокой степенью точности, в том числе и легкодеформируемых и нежёстких заготовок или деталей. Благодаря большой плотности мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность, сочетающаяся с высоким качеством поверхности реза. Лёгкое и сравнительно простое управление лазерным лучом позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и даже объёмных деталей и заготовок с высокой степенью автоматизации процесса. Все представленные особенности лазерной резки наглядно демонстрируют ее несомненные преимущества по сравнению с традиционными методами обработки. В условиях снижения серийности производства и быстрого изменения требований к изделию, т.е. тогда, когда возникает реальная потребность ориентации на гибкие автоматизированные производства, преимущества лазерной резки становятся просто неоспоримыми. Именно гибкость в производстве делает лазерную резку чрезвычайно удобной и выгодной. |
Физика процесса Для процесса ГЛР металлов можно выделить основные факторы, определяющие производительность и качественные показатели. Среди них основными являются плотность мощности и мощность лазерного излучения, скорость резки, давление и состав поддуваемого газа, размеры и конфигурация сопла для подачи газа, расстояние от среза сопла до поверхности материала, поглощательная способность поверхности материала, вид, состав и свойства разрезаемых материалов. Плотность подводимой в зону обработки мощности зависит, в свою очередь, от мощности лазерного излучения, его модового состава, поляризации и условий фокусирования (фокусного расстояния линз, величины и направления расфокусировки). С позиций технико-экономической эффективности применение ГЛР особенно целесообразно в тех случаях, когда требуется получить деталь с высокой степенью точности размеров и формы, т.е. при предъявлении к конечной продукции требований повышенного качества. Размерная точность, которую можно достичь при автоматизированной ГЛР, определяется совокупностью линейной и размерной точностей, которые входят в допуск на размер вырезаемой детали. Вследствие сложности количественной оценки точности ГЛР, зависящей от большого количества факторов, целесообразно раздельно оценивать точность работы и дополнительных координатных устройств и точность вырезаемых деталей. На точность машины влияют погрешности механических узлов, системы управления, электропривода, а также оптической системы. Основные параметры Наиболее существенными факторами, влияющими на размерные характеристики реза, являются энергетические параметры процесса, |  | к которым относятся мощность и плотность мощности. В силу того, что тепловложение в материал зависит и от скорости резки, этот параметр рассматривается в совокупности с энергетическими. А именно с понижением скорости, глубина проплавления увеличивается рис. 1. Однако варьирование скоростью обработки имеет ограничения. Нижний пределом допустимой скорости резки для углеродистых сталей служит переход процесса в режим автогенной резки, когда количество теплоты, выделяющейся в струе кислорода, достаточно для поддержания самопроизвольного процесса резки. Для нержавеющих сталей, титановых и алюминиевых сплавов нижний предел допустимой скорости резки соответствует резкому ухудшению качества поверхности реза. В условиях резки металлов лучом лазера мощностью 1 кВт такие явления особенно характерны при скоростях обработки, лежащих ниже 0,3…0,5 м/мин. Слишком же высоким скоростям резки соответствует резкое снижение толщины разрезаемых деталей, поэтому обычно скорости резки не повышают более 6…12 м/мин. На рис. 2 показано изменение максимально достижимой глубины качественно выполненного реза в углеродистых сталях в зависимости от скорости обработки при различных | | | условиях фокусирования. Как видно уменьшение фокального пятна вызывает возрастание глубины качественно выполненного реза. | Основной причиной такого роста глубины реза является повышение плотности мощности в зоне обработки. Зависимость глубины качественно выполненного реза в углеродистых сталях от скорости резки при различных условиях. Поэтому при резке углеродистых сталей для повышения плотности мощности в зоне резки необходимо стремиться к фокусировке излучения в пятно меньшего диаметра. Этому способствует использование установки с малой расходимостью лазерного пучка, работающей в одномодовом режиме, а также применение короткофокусных, качественных линз и т.д.
С другой стороны, увеличение плотности мощности лазерного излучения за счёт увеличения мощности от 500 до 1000 Вт тоже позволяет повысить скорость резки. |  | | | |
|
|
|
| | |
|
Услуги - Цены 