Введение 10
Глава 1. Патентно-информационный поиск 12
1 1. Патентный обзор 12
1.2 Основные свойства лазерного луча 28
1.3 Принцип работы 30
1.4 Устройство лазера 32
1.5. Виды лазеров 36
1.6. Физические процессы 39
1.7. Технология лазерной резки 41
Раздел 2. Описание установки 52
2.1 Технология и переменные 53
2.2 Основные положения 53
2.3. Технологические параметры: основные установки 57
2.5 Технологические параметры: резка 58
2.6 Технологические параметры 59
2.7 Основные положения для прожига 59
2.8 Основные правила для реки (по контуру) 61
2.9 Подключение режущего газа 65
2.10 Основные правила резки углов 66
Глава 3. Экспериментальная часть 68
Заключение 76
Список использованной литературы
В настоящее время лазерная техника широко используется на производстве. Существует большое количество типов конструкций. Размеры установок так же варьируются от нескольких микрон до сотен метров.
Лазер используют для обработки материалов, прецизионной обработке металлов, получение поверхностных покрытий и т.д. Принцип работы основан на тепловом воздействии лазерного излучения.
Благодаря открытию газовых лазеров в 70-х гг. появились новые перспективы в развитии лазерной техники. С тех пор лазерный луч стал использоваться в таких отраслях как металлургия, электротехническая промышленность и машиностроение.
Лазерное излучение имеет высокую плотность мощности, которая повышает эффективность обработки и улучшает технические свойства обрабатываемых материалов.
К преимуществам этой обработки можно отнести:
1. Высокая концентрация подводимой энергии и локальность. Локальность обработки заключается в том, что нагрев происходит в месте наведения луча без нагрева остальной поверхности материала. Это позволяет достичь минимальное коробление. Высокая концентрация в свою очередь даёт возможность высокой скорости обработки за малое время воздействия. В результате поверхность имеет уникальные свойства и структуру.
2. Лазерный луч высоко технологичен. Такая обработка имеет широкий интервал режимов, возможность обработки на воздухе, механическое воздействие на материал отсутствует, легкая автоматизация.
В результате удается реализовать такой широкий круг технологических процессов и методов обработки материалов (сварка, наплавка, маркировка, закалка, резка и др.), который недоступен другим видам инструмента.
Одним из чаще встречающихся процессов лазерной обработки на производстве является лазерная резка стальных листов толщиной до 6 мм. Этот вид используют для вырезки различных деталей таких, как панели,
кронштейны, прокладки, двери, декоративные решетки и дисковые пилы. Так как лазерная обработка легко автоматизируется её возможно использовать для обработки фигурных изделий. В этих условиях лазерная резка экономичнее резки водяной струей и эрозионной проволокой.
Лазерная техника не стоит на месте и продолжает развиваться, в настоящее время разрабатывается резка пространственных изделий.
В данной выпускной квалификационной работе были рассмотрены виды лазеров, принцип работы, физические процессы и технология лазерной резки.
Произведены расчёты лазерной резки.
Сравнение экспериментальных и расчетных данных по температуре нагрева материала при газолазерной резке, полученных с использованием нестационарной одномерной модели распространения тепла от поверхности реза и стационарной модели движущегося цилиндрического источника нагрева показывает, что в рассмотренном диапазоне чисел Пекле Pe=0,2-0,3) одномерная модель дает заниженные, а модель движущегося источника — завышенные значения температуры. Наилучшее согласие с экспериментом достигается при усреднении расчетных данных, полученных с использованием разных моделей.
