(495)510-98-15
Меню
Главная »  Методы обработки материалов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 [ 126 ] 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240

Ускоряющая система

Ускоряющее напряжение С/у, кВ

Область применения

Низковольтная Промежуточная

Высоковол ьтная

15-30 50-80

100-200

Плавление и сварка Повышение эффективности сварки Резание и микросварка

4.2. Средняя глубина йэ проникновения электронов в металлы при различных ускоряющих напряжениях Uy

Марка

С/у = 10 кВ

С/у = 50 кВ

С/у = 100 кВ

Вольфрам

0,10

2,70

10,9

Молибден

Мо-ВДП

0,20

5,20

20,8

Сталь

12X18Н9

0,27

6,80

27,1

- Титан

0,45

11,70

46,6

Алюминий

0,76

19,4

77,5

приращение энергии электрона происходит целиком за счет увеличения его кинетической энергии, а скорости электронов достигают значений v = (5 -г- 10) -103 м/с. Значения ускоряющих напряжений определяются характером процессов (табл. 4.1).

Управление пучком электронов сводится к его фокусированию и отклонению за счет воздействия на электроны электрических и (или) магнитных полей. При этом решают две задачи. Первая - фокусировка пучка в рабочей зоне с помощью так называемых магнитных линз, что обеспечивает возможность регулирования концентрации энергетического потока для различных технологических целей. Вторая - перемещение пучка по обрабатываемой поверхности в широком диапазоне скоростей и форм траекторий этого перемещения.

Характер взаимодействия пучка с материалом определяется значениями /я, Ps, h3. Первые две величины определяются энергетическими параметрами оборудования, a hs зависит от энергии электрона и характеристик атомной решетки обрабатываемого материала. В табл. 4.2 даны средние значения h3 для некоторых материалов при различных значениях UT



Кроме теплового воздействия пучка на материал заготовки необходимо учитывать механическое давление пучка на рабочую зону и реакцию паров с его поверхности, что влияет на глубину проплавления и параметры обработки.

Рабочей средой при ЭЛО является вакуум. Практиче-чески в установках с электронными пучками вакуум должен быть не больше 10~4-10~3 Па. Некоторые технологические процессы можно осуществить и при более высоком давлении, если при этом путь пучка без вакуума не превышает 200-300 мкм. Это обстоятельство используют при размерной обработке и сварке, когда в рабочую зону подают защитный газ, например аргон, a l/v> > 100 кВ

Технологические параметры СЛО [1, 16, 24, 29] определяются энергетическими характеристиками луча оптического квантового генератора-лазера (ОКГ) и взаимодействием этого луча с обрабатываемым материалом.

Трехуровневая схема усиления индуцированного излучения является наиболее распространенной для твердотельных лазеров (ТЛ). Она реализуется, например, на основе стержневых кристаллов синтетических рубинов, используемых в качестве рабочего тела. В результате облучения кристалла светом мощной газоразрядной лампы (стадия накачки) примесные ионы возбуждаются и передают избыток энергии кристаллической решетке (стадия безизлучательного перехода). Далее ионы переходят на основной уровень, излучая свет с ?v к 0,7 мкм.

Увеличение объема рабочего тела используют в целях осуществления рабочего перехода для возможно большего числа возбужденных атомов (молекул).

Резонаторы - непрозрачное и полупрозрачное зеркала - позволяют накопить излучение перед его выводом из рабочего тела.

Малая расходимость луча дает возможность получить очень малые площади рабочей зоны (диаметр луча при пересечении с обрабатываемой поверхностью).

Высокая монохроматичность определяет высокую степень когерентности луча, позволяет сфокусировать его оптическими методами и реализовать очень высокие плотности энергии (до 1012 Вт/м.2).

Взаимодействие излучения ОКГ с материалом характеризуется поглощением световой энергии, переходом ее в тепловую и быстрым местным разогревом материала. Общепринятым является тепловой механизм разрушения,



4.3. Коэффициенты отражения /? для некоторых материалов на длинах волн X, характерных для ТЛ и ГЛ

к, мкм

0,488

0,42

0,43

0,60

0,694

0,93

0,83

0,57

0,68

1,06

0,98

0,90

0,73

0,65

0,74

10,6

0,97

0,99

0,92

0,92

0,94

при котором наряду с объемными термонапряжениями на материал воздействуют и локальные напряжения.

На КПД передачи энергии световыми лучами оказывает влияние отражение их энергии от поверхности обрабатываемого материала. Для различных значений Я, величина коэффициента отражения R колеблется в довольно широких пределах (табл. 4.3).

Твердое

Импульш-периодический

Газоодразное

Непрерывный

Рабочее вещество

. Система накачки

Резонатор

Вывод энергии

Система управлении лучом

±

Специальные системы подвода луча I к варааатыВаемону материалу

Рис. 4.2. Структурная схема ОКГ

На рис. 4.2 представлена структурная схема ОКГ и указаны различные способы технической реализации его отдельных узлов.

Рабочие вещества (тела) для твердотельных ОКГ - это синтетические кристаллы или стекла. Синтетические кристаллы - рубин, гранат - содержат специально вво-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 [ 126 ] 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.