![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Промышленность и Производство
Технология
Лазерная резка : расчет зануления кабельной сети и освещенности сборочного мест блока |
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ Обзор научно-технической информации. 1.1 Введение. Возможности лазеров. Широкое применение в промышленности получили различные механические методы разделения металлов, в первую очередь резка ножовочными полотнами, ленточными пилами, фрезами и др. В производстве используются разнообразные станки общего и специального назначения для раскроя листовых, профильных и других заготовок из различных металлов и сплавов. Однако при многих достоинствах этого процесса существуют значительные недостатки, связанные с низкой производительностью, высокой стоимостью отрезного инструмента, трудностью или невозможностью раскроя материалов по сложному криволинейному контуру. В промышленности получил распространение ряд процессов разделения материалов, основанных на электрохимическом, электрофизическом и физико-химическом воздействиях. Ацителено- кислородная резка, плазменная резка проникающая дугой и другие физико- химические методы разделения обеспечивают повышение производительности по сравнению с механическими методами, но не обеспечивают высокой точности и чистоты поверхностей реза и требуют в большинстве случаев последующей механической обработки. Электроэрозионная резка позволяет осуществлять процесс разделения материалов с малой шириной и высоким качеством реза, но одновременно с этим характеризуются малой производительностью. В связи с этим возникла производственная необходимость в разработке и промышленном освоении методов резки современных конструкционных материалов, обеспечивающих высокую производительность процесса, точность и качество поверхностей получаемого реза. К числу таких перспективных процессов разделения материалов следует отнести лазерную резку металлов, основанную на процессах нагрева, плавления, испарения, химических реакциях горения и удаления расплава из зоны резки. Сфокусированное лазерное излучение , обеспечивая высокую концентрацию энергии, позволяет разделять практически любые металлы и сплавы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния. При лазерной резке отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал и возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания. Вследствии этого лазерную резку можно осуществлять с высокой степени точностью, в том числе легкодеформируемых и нежестких заготовок или деталей. Благодаря большой плотности мощности лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Легкое и сравнительно простое управление лазерным излучением позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и объемных деталей и заготовок с высокой степенью автоматизации процесса. Кратко рассмотренные особенности лазерной резки наглядно демонстрируют несомненные преимущества процесса по сравнению с традиционными методами обработки. Лазерная резка относится к числу первых технологических применений лазерного излучения, апробированных еще в начале 70-х годов. За прошедшие годы созданы лазерные установки с широким диапазоном мощности (от нескольких десятков ватт до нескольких киловатт), обеспечивающие эффективную резку металлов с использованием вспомогательного газа, поступающего в зону обработки одновременно с излучением лазера.
Лазерное излучение нагревает, плавит и испаряет материал по линии предполагаемого реза, а поток вспомогательного газа удаляет продукты разрушения. При использовании кислорода или воздуха при резке металлов на поверхности разрушения образуется оксидная пленка, повышающая поглощательную способность материала, а в результате экзотермической реакции выделяется достаточно большое количество теплоты. Для резки металлов применяют технологические установки на основе твердотельных и газовых CO2 - лазеров, работающих как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах излучения. Промышленное применение газолазерной резки с каждым годом увеличивается, но этот процесс не может полностью заменить традиционные способы разделения металлов. В сопоставлении со многими из применяемых на производстве установок стоимость лазерного оборудования для резки еще достаточно высока, хотя в последнее время наметилась тенденция к ее снижению. В связи с этим процесс газолазерной резки (в дальнейшем просто лазерной резки) становится эффективным только при условии обоснованного и разумного выбора области применения, когда использование традиционных способов трудоемко или вообще невозможно. В разделе 1.3 рассматриваются стационарные тепловые процессы для оценки их влияния на скорость резки, представленные уравнением ( 1.4, 1.5 ). Достаточно приближенно рассматривался процесс течения газа в зоне резки, показывая лишь минимальный расход газа, при котором еще возможна резка и качественное влияние состава газа на разрушение материала. Не учитывалось влияние явлений оптического пробоя ( возникает при q ( 107 - 108 Вт/см2 ) и экранировки излучения плазменным факелом. 1.2 Физические процессы при лазерном воздействии на поверхность твердых тел. Поглощение и отражение лазерного излучения. В основе лазерной обработки материалов лежит способность лазерного излучения создавать на малом участке поверхности высокие плотности теплового потока, достаточные для нагрева, плавления или испарения практически любого материала. Это связанно с термическим эффектом поглощения излучения непрозрачными твердыми телами. Световой поток лазерного излучения, направленный на поверхность обрабатываемого материала, частично отражается от нее, а частично проходит в глубь тела. Излучение, проникающее в глубь металла, практически полностью поглощается свободными электронами проводимости в приповерхностном слое толщиной 0,1- 1 мкм, эти электроны переходят в состояния с более высокими уровнями энергии, т.е. возбуждаются. Возбужденные электроны сталкиваясь с другими электронами или узлами кристаллической решетки передают им избыток энергии. Основная доля теплоты при лазерном нагреве переносится в глубь металла посредством электронной проводимости. Поэтому, тепловые процессы при лазерном нагреве имеют ту же физическую природу, что и традиционные способы термического воздействия на металл, это дает возможность пользоваться классической теорией теплопроводности. Интенсивность поглощения энергии определяется значением коэффициента поглощения, который зависит от рода материала и длинны волны падающего излучения.
Поглощательная способность неокисленной металлической поверхности на длине волны лазерного излучения ( = 10,6 мкм определяется уравнением: ( = 112,2 ((0-1)-1/2 , где ( - коэффициент поглощения; (0 - удельная электрическая проводимость металла по постоянному току, См/м. Это выражение применимо для коэффициентов поглощения чистых, полированных поверхностей. Для материала с неочищенной, неполированною поверхностью ( материала поставки ) коэффициент поглощения зависит от состояния поверхности и может значительно превышать для чистых металлов ( табл. 1.1 ). Таблица 1.1 Коэффициенты поглощения различных материалов (, для излучения ( = 10,6 мкм, % . Материал Поверхность Полирован в состоянии -ная поставки поверхнос ть Нержавеющая сталь 39 9 Алюминий 12 2 Медь 12 2 Низкоуглеродистая сталь 85 48 11 Серебро Рис.1.1 Зависимость коэффициента пог- лощения излучения СО2 - лазера от температуры для различных материалов При нагревании образца электрическая проводимость металлов уменьшается, соответственно возрастают коэффициенты поглощения. Если лазерная обработка поверхности происходит в воздушной или какой-либо окислительной среде, то происходит рост оксидной пленки на поверхности образца и происходит дополнительное увеличение поглощательной способности ( рис. 1.1 ) . Рис. 1.2 Характерные кривые нагрева в воздухе термически тонких мишеней непрерывным излучением СО2 - лазера при q = 4,7( 106 Вт/см2 и соответствующие кривые коэффициента эффективного поглощения (эф : а - дюралюминий ; б - сталь. По мере роста оксидной пленки на поверхности железа коэффициент отражения периодически уменьшается, когда толщина пленки становится кратной половине длинны волны света. Таким образом (эф испытывает изменения во времени ( рис. 1.2 б ). Эффективный коэффициент поглощения железа может быть на порядок выше, чем тот же коэффициент для чистой поверхности. Оксидная пленки на поверхности алюминия термически прочная, пл выше 20000 С и ее толщина при нагревании не изменяется и коэффициент поглощения остается практически постоянным ( рис. 1.2 а ). Коэффициент поглощения можно увеличивать искусственно. Для излучения CO2 - лазеров это особенно важно, т.к. на длине волны излучения ( = 10,6 мкм коэффициенты поглощения для большинства металлов менее 10%. Для увеличения поглощения поверхность образца покрывают специальными теплостойкими веществами, хорошо поглащающими ИК - излучение, например фосфат цинка, для которого при Т = 10000 С эффективный коэффициент поглощения (эф = 0,7. Рис 1.3 Схема резки металла лучом лазера. Влияние поляризации лазерного излучения. При перемещении лазерного излучения относительно материала образуется рез, нормаль к поверхности которого составляет с падающим лучом угол ( ( рис. 1.3 ). При наклонном падении отражение лазерного излучения зависит от поляризации. Способности поглощения лазерного излучения ((( - составляющей, лежащей в плоскости падения луча, и (( - составляющей, перпендикулярной плоскости падения луча, в общем случае различны. Это означает, что способность поглощения поляризованного излучения зависит от ориентации электрического вектора напряженности относительно поверхности металла.
Информацию обо всем они могут получать мгновенно по радио, спутниковой или кабельной сети. Более того, поскольку Е-существа (как и человек) есть не что иное как информация, записанная в его мозге, а перезапись этой информации из чипа в чип не представляет (в отличие от человека) никакого труда и может происходить по радио, кабельной сети, или при помощи остронаправленного лазерного луча, то перемещение Е-существ как на Земле, так и в космосе может происходить без их физического перемещения, путем перезаписи содержимого их мозга в чипы мозга, находящегося на Луне, Марсе или Юпитере. Е-существа будут обладать возможностью внетелесного перемещения с гигантской, световой скоростью — максимально возможной скоростью в физическом мире. Это действительно будет бестелесный разум, который сможет перемещаться из тела в тело, точнее из чипа в чип. Распространение Е-существ (Е-цивилизации) сначала в Солнечной системе, потом в нашей Галактике, а затем и во Вселенной начнется очень быстро. Для этого даже нет необходимости посылать большие космические корабли с крупным экипажем, как это изображается в фантастических романах
1. Лазерная резка: расчет зануления кабельной сети и освещенности сборочного места блока
3. Вопросы лазерной безопасности
4. Лазерная медицинская установка "Импульс-1"
10. Влияние транссклеральной лазерной циклокоагуляции на внутриглазное давление
11. Интраскопия (Лазерные методы диагностики и термографии)
13. Взаимодействие интенсивного лазерного излучения с веществом
14. Разработка и исследование методов уменьшения влияния зоны захвата при работе лазерного гироскопа
15. Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе
16. Oтпаянные ТЕА-лазеры УФ- и ближнего ИК-диапазонов для применений в лазерной химии и диагностике
17. Воздействие лазерного излучения
18. Лазерные оптико-электронные приборы
19. Усилитель модулятора лазерного излучения
21. Лазерное охлаждение в твердых телах
25. Лазерные граверы: от теории к практике
26. Лазерный принтер
27. Лазерное охлаждение в твердых телах
29. Усилитель модулятора лазерного излучения
31. Поверхностная лазерная обработка
33. Лазерный проигрыватель и его диагностика
34. Лазерные измерители вибрации (виброметры)
35. Оптические резонаторы. Лазерное излучение. Типы лазеров
36. Лазерная терапия. Лечебное применение волн оптического диапазона
37. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на нейтрофилы и факторы мукозального иммунитета
41. Теория и практика применения лазерной спектроскопии (на примере анализа объектов окружающей среды)
42. Великобритания (расширенный вариант реферата 9490)
44. Реферат перевода с английского языка из книги “A History of England” by Keith Feiling
45. Реферат по книге Фернана Броделя
46. Реферат по технологии приготовления пищи "Венгерская кухня"
47. Несколько рефератов по Исламу
48. "Камю", "Сартр", "Шопенгауэр", "Ясперс", "Фромм" (Рефераты, доклады по философии)
49. Реферат по информационным системам управления
50. Семь чудес света - древний мир, средние века и наше время (история цивилизации, реферат)
51. реферат
52. Обзорный реферат по творчеству Ф.И. Тютчева
53. Реферат - Социальная медицина (ЗДРАВООХРАНЕНИЕ КАК СОЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА)
57. Сборник рефератов о конфликтах
58. Реферат по экскурсоведению
60. Реферат о прочитаной на немецком языке литературы
61. Реферат для выпускных экзаменов
62. Реферат по ОБЖ, Тема: СПИД
63. Реферат о США
65. Реферат Политико-правовые взгляды М.М. Сперанского и Н.М. Карамзина
66. Растения: Гигантская секвойя, Лимонное дерево
67. Декоративное выжигание по дереву
69. Задача остовных деревьев в k–связном графе
73. Дерево непосредственных составляющих
74. Как вырастить саженцы деревьев в комнатных условиях
76. Методика количественного анализа безопасности с помощью дерева отказов
77. Дерево
78. Азимина, или Банановое дерево
79. Шелковое дерево
80. Лимонное дерево
81. Динамические структуры данных: двоичные деревья
83. Борис Андреевич Пильняк. Красное дерево
84. Тотемы-деревья в сказаниях и обрядах европейских народов
85. Охорона праці при виготовленні виробів з дерева
89. Алгоритмы поиска остовного дерева Прима и Крускала
90. Однопроходный/двухпроходный транслятор с языка математических выражений на язык деревьев вывода
91. Реализация АВЛ–деревьев через классы объектно–ориентированного программирования
92. Лозоплетение и ажурная резьба по дереву
93. Художественная резьба по дереву
94. Организация производства столярных изделий и мебели из натурального дерева
95. Знаходження мінімального остовом дерева. Порівняння алгоритму Прима і алгоритму Крускала
96. Развитие графических навыков у детей на занятиях кружка росписи по дереву
98. Технологические принципы изготовления материалов из дерева
99. Конструкции из дерева и пластмасс
100. Проектирование конструкций из дерева и пластмасс плавательного бассейна