16 (1086308), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рис.4. Кривые влияния степени расфокусировки на глубину и ширину реза

Кроме того, глубина реза возрастает (однако менее интенсивно) при уменьшении длительности импульса в результате некоторого повышения плотности мощности лазерного излучения.

Таким образом, при необходимости получения наиболее глубоких резов обработку следует проводить с применением длиннофокусных (до определенного предела) линз на низких скоростях резки при высокой плотности лазерного излучения (импульсами высокой энергии и малой длительности) и смещением фокальной плоскости фокусируемого лазерного излучения внутрь разрезаемой детали на 1-1,5 мм.

Общие закономерности для ширины реза таковы: ширина реза на верхней кромке b_в и нижней кромке b_н металла возрастает с увеличением энергии излучения, фокусного расстояния линзы и уменьшением длительности импульса.

На ширину реза верхней кромки b_в наибольшее влияние оказывает энергия излучения, тогда как на b_н – фокусное расстояние f.

Изменение скорости резки не влияет на ширину реза b_в. Вместе с тем понижение скорости обработки ведет к заметному увеличению ширины реза на нижней кромке, причем более интенсивно при повышении энергии излучения и менее интенсивно при увеличении фокусного расстояния линзы.

Таким образом, наиболее узкие пазы и резы могут быть получены при обработке с применением короткофокусных линз на низких плотностях мощности. Уменьшение скорости резки при этом дает возможность получать резы большой глубины и с меньшей непараллельностью кромок. В случае, когда требуется достичь минимального отклонения стенок реза от параллельности, обработку следует выполнять на малых скоростях с низкой плотностью мощности, при использовании длиннофокусной оптики.

При формировании реза в результате наложения элементарных отверстий друг на друга образуется неровность кромки реза, которая определяет величину микронеровностей получаемого реза (рис.5).

Рис. 5. Микрорельеф поверхности реза при резке импульсно-периодическим лазерным излучением

Шероховатость поверхности реза можно оценить выражением

R_z = r_э{1  [1(1к_п)²]^1/2}, (11)

где к_п – коэффициент перекрытия элементарных отверстий.

Наибольшее влияние на шероховатость оказывает скорость обработки. Как видно из зависимости (11), шероховатость поверхности реза накладывает определенные ограничения на производительность резки: для уменьшения величины R_z следует уменьшать скорость обработки. Для уменьшения R_z c повышением скорости резки необходимо повышать частоту следования импульсов.

При резке тонколистовых материалов, когда сквозное элементарное отверстие образуется при воздействии одного лазерного импульса, микронеровности поверхности реза снижаются также при увеличении длительности импульса и фокусного расстояния и при увеличении энергии импульса, так как во всех случаях возрастает радиус элементарного отверстия r_э, что в соответствии с (11) приводит к снижению R_z (при этом к_п возрастает).

Таким образом, для получения качественных резов обработку следует вести при малых скоростях резки так, чтобы коэффициент перекрытия элементарных отверстий к_п = 0,6  0,8.

Уменьшение шага обработки при резке тонколистового металла ведет к снижению величины клиновидности реза j, причем при малых значениях энергии в импульсе такая закономерность проявляется сильнее. Следовательно, при необходимости получения резов с меньшим отклонением стенок от параллельности в тонких пластинах резку следует проводить при малых значениях шага обработки (к_п = 0,6  0,8) и повышенных уровнях энергии излучения.

Следует также учесть, что для импульснопериодического режима резки металла, как и для резки непрерывным излучением, характерно образование для ряда металлических материалов грата (наплывы на нижней кромке разрезаемого металла). Образование грата происходит в результате смачивания поверхности твердого металла удаляемыми из полости реза жидким металлом и его оксидами за счет получения химических соединений, твердых и жидких растворов, диффузионных процессов в поверхностном слое металла.

Наиболее существенно количество грата зависит от свойств рабочего газа и ширины реза. Применение кислорода и кислородосодержащих смесей позволяет резко уменьшить образование грата на кромках и повысить его отделяемость. Положительное влияние кислорода на качество кромки объясняется, вероятно, значительным уменьшением сил поверхностного натяжения.

Большое влияние на параметры резки обрабатываемого металла оказывает поглощательная способность его поверхности. Поглощение излучения существенно зависит от микрогеометрии поверхности (шероховатости), наличия оксидов, положения плоскости поляризации, длины волны излучения и возможности образования поглощающей плазмы.

Для металлов характерно увеличение поглощательной способности с уменьшением длины волны. Поэтому предпочтительна резка металлов излучением с меньшей длиной волны при одинаковых энергетических параметрах.

Методические рекомендации:

- обобщить наиболее важные, существенные вопросы лекции;

- сформулировать общие выводы;

- поставить задачи для самостоятельной работы;

- ответить на опросы студентов.

Лекция разработана «___»________200__г.

______________________И.Н.Гейнрихс

Характеристики

Список файлов лекций