Основы технологии светолучевой обработки
Технологические генераторы когерентного светового излучения имеют мощность непрерывного излучения до нескольких сотен киловатт и энергию отдельного импульса до нескольких сотен джоулей. Хотя они имеют большие габаритные размеры, потребляют значительную мощность, сложны в изготовлении и эксплуатации, однако их использование имеет ряд технологических преимуществ, определяющих их широкое применение:
-
возможность передачи энергии в виде светового луча на расстояние в любой оптически прозрачной среде;
-
отсутствие механического и электрического контакта между источником энергии с изделием в месте обработки;
-
наличие высокой концентрации энергии в пятне нагрева;
-
возможность плавной регулировки плотности лучистого потока в пятне нагрева изменением фокусировки луча;
-
возможность получения как импульсов энергии весьма малой длительности (до 10-9 с), так и непрерывного излучения перемещением луча с высокой точностью и скоростью с помощью систем развертки при неподвижном объекте обработки.
Особенностью лазерной обработки является
интенсивный локальный разогрев
обрабатываемого материала. Интенсивность
нагрева определяется глубиной
проникновения излучения в материал
и толщиной прогретого путем теплопроводности
слоя
,
где а – температуропроводность материала;
- длительность
воздействия лазерного излучения. Для
металлов, когда
,
источник теплоты является поверхностным.
Области применения. Лазеры применяются для сварки, закалки, резки и сверления различных материалов. Лазерами обрабатывают материалы практически любой твердости (металлы, алмазы, рубины и др.). Лазерная сварка наиболее эффективна в микроэлектронике. С помощью лазеров можно соединять металлы с различными неметаллическими деталями.
Лазерное излучение абсолютно стерильно, поэтому оно используется в медицине для глазных операций, при остановке кровотечений, а также в сельском хозяйстве для предпосевной обработки семян.
Высокая мощность и экономичность СО2 – лазеров позволяет их использовать для разрушения сверхпрочных горных пород при работах в шахтах и тоннелях.
Литература
1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: Энергоиздат. – 1981. – 416с.
2. Электротехнологические промышленные установки / И.П. Евтюкова, Л.С. Кацевич, Н.М. Некрасова, А.Д. Свенчанский: Под ред. А.Д. Свенчанского. – М.: Энергоиздат. – 1982. – 399с.
3. Установки индукционного нагрева /А.Е. Слухоцкий, В.С. Немков, Н.А. Павлов, А.В. Бамунер. – Л.: Энергоиздат. – 1981. – 328с.
4. Практикум по теплопередаче /Под ред. А.П. Солодова. – М.: Энергоиздат. – 1986. – 296с.
5. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. – М.: Высш. шк. – 1988. – 479с.
6. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник /Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. – М.: Энергоиздат. – 1982. – 512с.
7. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. – М.: Энергия. – 1975. – 280с.