Исследование прецизионной резки щелевых отверстий большого калибра в стальных листах излучением одномодового волоконного лазера
Авторы: Панченко В.П., Сорока А.М., Витшас А.А., Зеленцов А.Г., Менахин В.П., Яксон А.Г.
Опубликовано в выпуске: #10(22)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-10-1031
Раздел: Машиностроение | Рубрика: Плазменные технологии
Представлены результаты исследования прецизионной резки щелевых отверстий в листах низкоуглеродистой стали толщиной до 10 мм одномодовым излучением волоконного лазера мощностью 1 кВт. При использовании одномодового импульсно-периодического излучения и кислорода получено от 30 до 70 калибров щелей при их ширине до ~60 мкм. Измерены скорость резки (50... 100 мм/мин), шероховатость, твердость поверхности реза и определена фазовая структура стали. Вычислены эффективность прецизионной резки (~3%) и эффективность транспортировки излучения (25%) в "волноводном" режиме. Предложена качественная модель лазерно-кислородной резки при глубоком каналировании.
Литература
[1] Gladush G.G., Smurov I. Physics of Laser Materials Processing. Theory and Experiment. Germany, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg, 2011, 534 p.
[2] Панченко В.Я., ред. Глубокое каналирование и филаментация мощного лазерного излучения в веществе. Сб. тр. Ин-та проблем лазерных и информационных технологий. Москва, Интерконтакт "Наука", 2009, 266 с.
[3] Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. Москва, Машиностроение,1989, 304 с.
[4] Технологические лазерные комплексы на основе СО2-лазеров и иттербие-вых SLEB лазеров фирмы Trumpf URL: http://www.ru.trumpf.com (дата обращения 27.09.2012)
[5] Маликов А.Г., Оришич А.М., Шулятьев В.Б. Энергетические характеристики лазерно-кислородной резки стали излучением СО2-лазера. Квантовая электроника, 2012, т. 42, № 7, с. 640-644
[6] Фомин В.М., Маликов А.Г., Оришич А.М., Шулятьев В.Б. Энергетические условия газолазерной резки толстых стальных листов. Прикладная механика и техническая физика, 2011, т. 52, № 3, с. 16-23
[7] Morgenthal L. Cutting with Fiber Lasers. 1st Int. Fraunhofer Workshop on Fiber Lasers. Dresden, 2005. URL: ftp://194.87.10.34/.../mor_scheiden_mit faserlasern_02.pdf (дата обращения 3.10.2012)
[8] Большой успех лазерной резки L1XE с волоконным лазером. Металлообработка и станкостроение, 2009, № 4, с. 26-27
[9] Высокоэффективные волоконные лазеры и усилители компании НТО "ИРЭ-Полюс". URL: http://www.ntoire-polus.ru (дата обращения 27.09.2012)
[10] Технологические станки на основе волоконных лазеров китайской фирмы Wuhan Tiangi Laser Co. URL: http://www.tqlaser.com (дата обращения 27.09.2012)
[11] Витшас А.А., Панченко В.П., Плотников В.М., Самарцев И.Э., Сорока А.М., Чекрыжёв Р.А. Устройство для лазерной резки малоразмерных отверстий произвольной формы в толстых листах высокоотражающих металлов. Пат. № 98963 Российская Федерация, 2010. Кл. МПК-8: В 23 К 26/08
[12] Царькова О.Г. Оптические и теплофизические свойства металлов, керамик и алмазных пленок при высокотемпературном лазерном нагреве. Тр. ИОФ РАН им. А.М. Прохорова, 2004, т. 60, с. 30-82
[13] Леонтьев А.И., Исаев С.И., Кожинов И.А., Кофанов В.И., Шишов Е.В., Чукаев А.Г., Петражицкий Г.Б., Никитин В.М., Школа В.В., Миронов Б.В., Хвостов В.И. Теория тепломассообмена. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997, 683 с.
[14] Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Москва, Наука, 1976, 888 с.
[15] Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Москва, ГИТТЛ, 1957, 784 с.
[16] Гончаров В.К., Козадаев К.В., Попечиц В.И., Пузырев М.В. Исследование воздействия высокоэнергетического излучения на вещество с целью создания новых материалов и технологий. Вестник БГУ. Сер. 1, 2010, № 1, с. 1-10
[17] Смирнов В.Н. Взаимодействие атомов железа с молекулярным кислородом. Тр. ИХФ им. Н.Н. Семенова РАН, Москва, 2009, с. 1-23. URL: http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2009-06-08-001.pdf (дата обращения 26.07.2012)
[18] Чернов Ю.Г., Сахаров Б.Б., Гуревич М.И., Веретенов В.Ю. Пакет прикладных программ "Плазма". ИАЭ им. И.В. Курчатова. Препринт. Москва, 1981, № 3522, 50 с.
[19] Шенявская А.Е., Гусаров А.В. Оксид железа. URL: http://www.chem.msu.su/Zn/Fe/FeO.html (дата обращения 10.12.2012)