- •Саратовский государственный технический университет Кафедра «Физическое материаловедение и технология новых материалов»
- •Саратов 2011 введение
- •Основные понятия и определения
- •Краткая характеристика и методика выполнения работы на лазерной установке lrs-50
- •Характеристики установки lrs-50
- •Варианты использования установки lrs-50
- •Литература
Министерство образования и науки Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет Кафедра «Физическое материаловедение и технология новых материалов»
ТЕХНОЛОГИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОГАБАРИТНЫХ
ИЗДЕЛИЙ МАШИНО- И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УСТАНОВКИ LRS-50
Методические указания к учебно-исследовательской лабораторной работе
для студентов специальности 120700,
бакалавров и магистрантов направлений 150100, 150700
дневной формы обучения
-
Одобрено
Протокол заседания УМК
кафедры ФМТМ № ___ от __.________.2011 г.
Зав.кафедрой ФМТМ ________
Саратов 2011 введение
Лазер (англ. LASER – light amplification by stimulated emission of radiation – усиление света посредством вынужденного излучения), оптический квантовый генератор – устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Излучение лазера может быть:
- непрерывным (постоянная мощность),
- импульсным, достигающим предельно больших пиковых мощностей.
Существует большое количество видов лазеров, использующих в качестве рабочей среды все агрегатные состояния вещества. Некоторые типы лазеров, например лазеры на растворах красителей или полихроматические твердотельные лазеры, могут генерировать целый набор частот (мод оптического резонатора) в широком спектральном диапазоне. Габариты лазеров разнятся от микроскопических для ряда полупроводниковых лазеров до размеров футбольного поля для некоторых лазеров на неодимовом стекле (Nd3+). Уникальные свойства излучения лазеров позволили использовать их в различных отраслях науки и техники, а также в быту, начиная с чтения и записи компакт-дисков и заканчивая исследованиями в области управляемого термоядерного синтеза.
В последнее время лазерные технологии все чаще находят применение в машиностроительном производстве, заменяя традиционные методы обработки материалов. Это связано с повышением требований к качеству, точности, скорости обработки и изготовления тех или иных изделий в условиях жесткой конкуренции на рынке производителей. В этой связи широкое распространение приобрели твердотельные технологические системы на основе алюмоиттриевого граната с неодимом (АИГ:Nd 3+), а также лазерные комплексы на основе углекислого газа. Использование твердотельных систем для обработки металлов обладает рядом преимуществ:
Малые массогабаритные параметры в сравнении с лазерами на основе СО2 дают возможность использовать меньшие производственные площади, а также роботизированные системы для размещения оборудования;
Излучение можно передавать при помощи световодных систем, что позволяет вести лазерную обработку в труднодоступных зонах и на больших расстояниях (20-100 м);
Высокие коэффициенты поглощения металлами лазерного излучения на основе АИГ:Nd 3+ позволяет снизить мощности твердотельных систем и, соответственно, их массогабаритные характеристики по отношению к СО2 лазерам.
Длительный ресурс работы со стабильными параметрами активной среды;
Простота обслуживания профилактики твердотельных лазерных установок, а также замены их компонентов.
Цель работы:
Ознакомиться с основными характеристиками квантовых генераторов.
Изучить устройство лазерной установки LRS-50.
Ознакомиться с порядком проведения работы на установке LRS-50 при различных технологических воздействиях (сварка, резка, получение глухих и сквозных отверстий).
Получить практические навыки по работе с установкой (выбор основныз параметров генерации лазерного излучения).
К работе допускаются студенты, изучившие настоящие методические указания и имеющие навыки работы с электронными приборами и аппаратурой.
Работа выполняется студентами самостоятельно под руководством преподавателя или лаборанта с соблюдением требований техники безопасности.
Как правило, для выполнения работы студенты объединятся в группы по 3-5 человек.
При выполнении лабораторной работы каждый студент оформляет отчет в отдельной тетради. Отчет сдается на кафедру или ведущему преподавателю для приема отчета по лабораторным работам.