Технологические особенности излучения окг

1. Отсутствие механического и электрического контакта между источником энергии и изделием повышает точность обработки.

2. Высокая концентрация энергии в пятне нагрева, малые размеры которого обеспечивают локальность нагрева и точность обработки.

3. Плавная регулировка луча.

4. Очень высокие температуры нагрева материала в фокальном пятне.

5. Возможность осуществления технологического процесса обработки в любой оптически прозрачной среде, в том числе через прозрачную разделительную перегородку или по световоду.

6. Возможность полной автоматизации СЛО.

7. Лазерная обработка ведется с применением сложного и дорогостоящего оборудования, эксплуатация которого должна осуществляться высококвалифицированным обслуживающим персоналом с соблюдением повышенных требований к технике безопасности.

Следует отметить, что область эффективного применения СЛО шире, чем ЭЛО. Однако особенности получения когерентного излучения, сложность оборудования и значительные габаритные размеры мощных лазеров ограничивают возможность их использования в таких энергоемких процессах, как, например, плавка материалов. Здесь чаще используют более простые и имеющие более высокий КПД процессы ЭЛО и плазменной обработки.

Технологические методы СЛО, нашедшие применение в современной промышленности, можно разделить на три группы:

1. Методы, основанные на нагреве металла заготовки без плавления.

2. Методы, основанные на плавлении обрабатываемого материала.

3. Методы, основанные на локальном плавлении обрабатываемого материала и его дальнейшем удалении под действием силы тяжести или газовой струи, подаваемой в зону обработки, а также методы, основанные на испарении материала заготовки.

Группа 1.

Поверхностная термообработка. Этот способ применяют для упрочнения отдельных зон поверхности изделий из подвергающихся закалке материалов. Способ универсален по сравнению с традиционно применяемым способом закалки ТВЧ, т.к. не требует изготовления для каждого типоразмера изделия специальной оснастки (индуктора). При этом производительность процесса выше, чем при обработке ТВЧ на 70 – 90%. Применяется для обработки лезвий режущего инструмента, беговых дорожек подшипника, шеек валов, зубъев шестерен и т.д.)….

При использовании лазерной закалки твердость поверхностного слоя чугуна и стали возрастает в 3-5 раз. Производительность по сравнению с индукционной закалкой возрастает на 70-90%. Локальность закалочных зон может достигать значений менее 10мкм. Глубина закаленной зоны 0,5-1мм. Из-за малой площади зоны термического влияния и отсутствия увода изделия такая ТО может быть финишной операцией техпроцесса (если нет плавления).

Эффект упрочнения основан на локальном нагреве участка поверхности под действием излучения и последующем охлаждении с большой скоростью за счет теплоотвода во внутренние слои заготовки.

При удельной мощности около 10⁸-10⁹Вт/м² не происходит плавления материала. В зоне обработки возникает упрочненный поверхностный слой с высоким сопротивлением износу.

При удельной мощности 10⁹÷5∙10⁹Вт/м² происходит плавление обрабатываемого материала. Из жидкой фазы образуется мелкозернистая структура с высокой твердостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. однако в этом случае нарушается качество поверхности, и требуется последующая финишная механическая обработка.

Группа 2. Лазерная сварка

Лазерная сварка может быть точечной и шовной. В большинстве случаев применяют импульсные лазеры, обеспечивающие наименьшую зону термического влияния. С помощью лазерной сварки можно получать высококачественные соединения деталей из коррозионно-стойких сталей, никеля, молибдена и др. Высокая мощность излучения позволяет сваривать материалы с высокой теплопроводностью (медь, серебро). Для материалов, плохо поддающихся сварке другими методами (вольфрам+алюминий, медь+сталь, бериллиевая бронза+др.сплавы), применяют лазерную сварку.

Наиболее эффективно применять лазеры:

• для сварки в труднодоступных местах,

• при соединении легкодеформируемых деталей,

• в условиях интенсивного теплоотвода (при низкой температуре, для материалов с высокой теплопроводностью)

• когда надо обеспечить минимальную зону термического влияния.

Лазерная сварка с использованием непрерывного излучения происходит со скоростью несколько метров в минуту, ширина шва до 0,5мм. При применении лазерной сварки прочность сварного соединения достигает уровня прочности свариваемого металла.

Ширина шва при лазерной сварке в 2-5 раз меньше, чем при дуговой. Размер зоны термического влияния в 10раз меньше. Время получения одной точки 10^-2-10^-3с, что в 10раз меньше, чем при контактной сварке. Из-за малой зоны термического влияния и малой деформации свариваемых изделий лазерная сварка рекомендуется при сборке готовых изделий.

При незначительной интенсивности импульсов

При использовании интенсивных импульсов

Способы введения присадочного материала при сварке:

1. подача проволоки

2. использование накладок

3. подача порошка

Группа 3.

К способам 3 группы относятся лазерная резка и размерная обработка.