Наукоёмкая технология снижения гратообразования при импульсной лазерной резке листового материала

Научная библиотека Комментариев к записи Наукоёмкая технология снижения гратообразования при импульсной лазерной резке листового материала нет

Кочергин С. А., Моргунов Ю. А., Саушкин Б. П. // Журнал: Наукоёмкие технологии в машиностроении,1/55, 2016, с: 43-48, УДК 921.9.048.7, DOI: 10.12737/17323

АННОТАЦИЯ:

Выявлены условия и предложены средства минимизации грата при резке листового материала из титанового сплава ВТ1-0 и стали 12Х18Н10Т. Исследовано влияние наложения колебаний ультразвукового (УЗ) диапазона на гратообра-зование, влияние смачиваемости нижней кромки расплавом металла на качество реза, влияние давления вспомогательного газа на снижение гратообразования. Полученные результаты позволяют на 30… 60 % снизить объем грата.

Описание на английском языке: Science intensive technology of burr formation decrease at pulse laser cutting of sheet material / Kochergin S.A., Morgunov Yu.A., Saushkin B.P.

Conditions are revealed and means are offered for minimizing burr formation at cutting of sheet material made of titanium alloy BT1-0 and steel 12X18H10T. The influence of imposing of mechanical vibrations in ultrasound range on burr formation was investigated and the possibility of reducing the amount of burr with ultrasonic influence was showed. The influence of wetting of a lower edge of molten metal on a cutting quality was investigated, the possibility of reducing the burr amount using coating was showed. The influence of pressure of an auxiliary gas on reducing the amount of burr was investigated and importance of this parameter was confirmed. The results allow 30-60 % reduction in the amount of burr under otherwise equal conditions.

В работе [1] рассмотрены схема действующих сил и вытекающее из нее выражение, описывающее условие равновесия капли расплава на нижней кромке реза (рис. 1). Отмечено, что отрыв жидкой фазы или формирование элемента грата на кромке зависят от баланса сил, действующих на каплю.
Показано, что капля остается на образце при соблюдении условия равновесия действующих сил.

Расчеты, основанные на статистических исследованиях геометрических размеров грата, показали, что силы Fпн и Fт имеют один порядок величины (~ 10–3 Н) и значительно превышают гравитационную силу. На основании условия
(1) рассмотрены следующие пути снижения объема грата:
– наложение на каплю расплава дополнительной силы Fд с нарушением условия равновесия;
– снижение краевого угла смачивания нижней кромки реза расплавом путем нанесения специальной обмазки;
– увеличения газодинамической силы Fт за счет увеличения скорости прокачки газа.

В основе сделанных далее расчетов и рассуждений лежит гипотеза о возможности интенсификации удаления капель расплава с нижней кромки поверхности реза за счёт использования силы инерции. Для реализации этой гипотезы к поверхности разрезаемого материала в окрестностях контакта излучения с веществом подводились механические колебания ультразвукового диапазона. Схемы подвода УЗ-колебаний представлены на рис. 2. Использовали магнитострикционную головку с концентратором, обеспечивающими следующие параметры колебаний на торце концентратора: частота 18 кГц, амплитуда 10…20 мкм. Предварительные эксперименты показали, что схема рис. 2, г подвода звуковой энергии является наиболее эффективной. Результаты экспериментов, полученные при использовании этой схемы, представлены на рис. 3. Видно, что наложение УЗ-колебаний приводит к снижению размеров частиц грата и, судя по микрофотографиям нижней кромки – к уменьшению массы грата.


Заключение
В результате проведенных исследований выявлена возможность снижения объема грата при ультразвуковом воздействии и предложены мероприятия по усилению этого эффекта. Показана возможность снижения объема грата при использовании обмазок и предложена эффективная обмазка – суспензия графита в вакуумном масле. Подтверждено влияние давления вспомогательного газа на снижение объема
гратообразования при лазерной резке.

Полное содержание статьи: http://www.naukaru.ru/app/uploads/docs/2016-02-09/97c933fdf70e0ec063af13e0657b5c9d.pdf

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top