Применение лазера в обработке металлов

Опубликовано admin Дек 21, 2012 в Резка металлов

С каждым годом число приверженцев использования лазера в промышленных целях всё растет. Этот метод негласно признается трудным, но в тоже время наиболее прогрессивным и перспективным способом обработки металлов и сплавов. Отсюда следует, что поиск и подбор персонала, на осуществление данного вида резки, проводится довольно тщательно.  Множество научных исследований проводится в области применения лазерного воздействия на детали машин в ходе их изготовления.

Физическая сущность процесса обработки заключается в применении луча когерентного монохроматического света. Под его воздействием поверхность обработки частично поглощает энергию, которая последовательно запускает процессы нагрева, плавления, эрозии. В зависимости от мощности лазерного излучения металл может отражать воздействие, нагреваться, плавиться, кипеть и испаряться.

Наиболее частым применением лазера принято считать изготовление отверстий малого диаметра, маркировку изделия, специфическую термообработку поверхности, устранение дисбаланса детали. Применение лазерной обработки в качестве термической вмещает в себя закалку, отжиг, отпуск, очистку и дезактивацию. Оплавление с помощью лазера позволяет производить аморфизацию, легировать материал, получать покрытия, осуществлять вакуумное напыление. Также возможны лазерная сварка, гравировка, разрезание проката в заготовительном производстве.

Технологические возможности лазерной обработки напрямую зависят от затрачиваемой на нее энергии и производственной мощности.

При затратах около 0,02 Джоуля шероховатость обработанной поверхности составит Ra 1...2 микрометров. С увеличением воздействия свыше 1 Джоуля – повысится до 6...8 микрометров. Замечена закономерность: чем дольше длительность обработки – тем ниже показатели шероховатости поверхности.

Глубина дефектного слоя после данного вида обработки очень мала и составляет всего 10...45 микрометров (для типовой длительности импульса).

Точность получаемых размеров колеблется в пределах 6...7 квалитетов для больших отверстий и резко повышается с уменьшением обработки, что опять-таки делает лазерную обработку рекомендованной именно для получения малых отверстий.

На эффективность применения обработки лазерным лучом в большей мере оказывают влияние теплофизические свойства материала – такие как теплоемкость, температура плавления и тому подобное, в меньшей степени – отражающая способность поверхности металла.

Современное оборудование для лазерной резки предусматривает использование режущей головки в качестве пишущей, что позволяет отрезать и сразу же маркировать детали без смены инструмента. Одним из наибольших достоинств лазерной резки является обработка сложных контуров без необходимости последующей обработки – края получаются чистыми и точными. Наибольшую популярность лазер приобрел в работе с листовым металлопрокатом.