Лекція №7
Приклади розрізання деталей лазерним випромінюванням
Розрізання може здійснюватися як імпульсним, так і безперервним випромінюванням. Більш доцільним з точки зору продуктивності є безперевне випромінювання. Ефективність процесу розрізання залежить не тільки від неперервності процесу, а і від технологічних характеристик деталі.
Швидкість розрізання визначається:
,
де L – довжина різу
t – час обробки
n – кількість імпульсів
D – діаметр елементарної ланки після імпульсу
Kn – коефіцієнт перекриття лунок
,
де S – крок обробки
Швидкість різання також залежить від:
потужності випромінювання
оброблюваного матеріалу
його товщини
При розрізанні низько вуглецевої сталі при потужності 100 Вт і товщині 1 мм швидкість розрізання 1,6 м\хв, при розрізанні корозійностійкої сталі швидкість розрізання 0,9 м\хв. Шорсткість поверхні різу при імпульсній обробці залежить від діаметру отвору одного імпульсу і кроку обробки.
Схема формування мікрорельєфу має вигляд:
Із збільшенням кроку обробки збільшується висота мікронерівностей, а точність розрізання залежить від параметрів режиму і становить 0,08-0,1 від номіналу.
Рисунок 30 – Схема формування мікрорельєфу
Для інтенсифікації процесу розрізання в зону обробки може подаватись струмінь газу, який видаляє продукти розплавлення із зони обробки. Газами можуть бути кисень, інертні гази. Цей процес називають газолазерною обробкою.
Схема лазерної обробки з подачою газів має такий вигляд:
Рисунок 31 – Схема лазерної обробки з подачею газів:
1–лазер; 2 –дзеркало; 3 – задвижка; 4 – лінза; 5 - газова камера;
6 - заготовка
Подача кисню або аргону в зону обробки прискорює процес.
Лазерне скрайбування
Воно використовується для розділу крихких і твердих матеріалів. Використовують для розрізання скла, кераміки, і суть заключається в тому, що на поверхню заготовки наносяться твердосплавним або алмазним інструментом подряпини, по яких йде процес розділу матеріалу. По цьому підрізі при незначному зусиллі проходить процес розділу матеріалу. При звичайному розрізанні утворюється багато браку. При лазерному скрайбуванні неглибокий підріз здійснюється імпульсним або безперервним випромінюванням і на поверхні заготовки залишається слід від цього випромінювання.
Рисунок 32 – Схема лазерного скрайбування
Переваги лазерного скрайбування перед звичайним:
висока швидкість процесу ( до 15 м\хв )
можна одержати більшу глибину, ніж при звичайному процесі ( в 2-3 рази)
відсутність небажаного руйнування
висока якість розрізання
Оптимальною глибиною надрізу є глибина, яка становить 25-35% від товщини матеріалу.