Лазерный мир

А. Н. Жук, И. В. Качанов, А. В. Филипчик // Наука и техника, 2017

Экспериментальные работы для оценки влияния качества сформированной поверхности на эффективность процесса лазерной резки выполняли на комплексе лазерной резки (относится к газовым лазерам) с выходной непрерывной мощностью 2,5/4,0 кВт. Для этого были подготовлены образцы размерами 120×120 мм из стали Ст3пс толщиной от 3 до 10 мм. Анализ результатов показал, что применение реверсивно-струйной очистки обеспечивает повышение скорости лазерной резки в среднем на 10–20 %.

Исследования, проведенные в лаборатории кафедры «Кораблестроение и гидравлика» БНТУ, показали, что весьма экономично и с гораздо меньшими затратами мощности можно подготовить листовые стальные материалы к последующей ЛР, применяя для удаления продуктов коррозии реверсивно-струйную очистку (РСО), основанную на струйном воздействии рабочих жидкостей на обрабатываемую поверхность. При этом в качестве рабочих жидкостей используются водные составы с добавками речного песка — на начальном этапе очистки и бентонитовой глины — на завершающем. При такой последовательности обработки листовых материалов на очищенной поверхности формируется микронеровность порядка 2-4 мкм, покрытая антикоррозионным защитным слоем, который имеет химсостав бентонитовой глины и характеризуется низкой отражательной способностью, что актуально при ЛР. Испытания на лазерных комплексах, относящихся по типу к газовым лазерам, показали повышение скорости ЛР для образцов, обработанных по указанной технологии, на 10-20 % по сравнению, например, с материалами, очищенными традиционными (дробе- и пескоструйными) способами.

Эксперименты для оценки влияния качества сформированной поверхности на эффективность процесса ЛР проводили на комплексе Hyper Gear 510 корпорации Yamazaki Mazak Optonics Corp. (Япония). Комплекс расположен на производственной базе СООО «Элезер», г. Минск. Он относится к газовым лазерам с выходной непрерывной мощностью 2,5/4,0 кВт.

Максимальный размер обрабатываемой заготовки составляет 1525×3050 мм. Для процесса ЛР металлов на данном комплексе основным эксплуатационным параметром является максимальная скорость лазерной резки v^, определяющая производительность и качественные показатели процесса ЛР, исходя из условия отсутствия грата на вырезанных деталях [5-7].

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что применение РСО обеспечивает повышение скорости ЛР в среднем на 10-20 %. Отмеченное увеличение скорости ЛР для 1-й группы образцов можно объяснить малой величиной упрочнения поверхностного слоя, отсутствием эффекта рассеяния энергии лазерного луча от существенно шероховатой поверхности (Ra = 2-4 мкм) за счет того, что на этой поверхности в результате РСО формируется защитное пленочное покрытие. Последнее на основании экспериментальных данных характеризуют светопоглощающими свойствами, которые исключают отражение лазерного луча от поверхности разрезаемого материала.

ВЫВОДЫ

Проведены производственные испытания очищенных образцов, в результате которых установлена эффективность реверсивно-струй-ной очистки при подготовке стальных поверхностей под лазерную резку. В частности, для очищенных образцов из стали Ст3пс выявлено повышение скорости лазерной резки на 10-20 %, что было достигнуто за счет устранения эффекта рассеяния лазерного луча от существенно шероховатой поверхности (Ra = 2-4 мкм) при формировании на ней защитного пленочного покрытия толщиной 5-7 мкм, которое исключает отражение лазерного луча от поверхности разрезаемого материала.

Полное содержание: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-reversivno-struynoy-ochistki-stalnyh-listov-ot-korrozii-pered-lazernoy-rezkoy/pdf