Реферат-Светолучевой обробка металів

n1.doc (4 стор.)
Оригінал


  1   2   3   4

Зміст

Введення

3

1

Деякі питання теорії лазерної обробки

4

2

Обробка матеріалів лазерним променем

6




2.1 Лазерна зварка

8




2.2 Термообробка

9




2.3 Лазерне різання

11




2.4 Отримання отворів

11

3

Приклади обладнання для лазерної обробки матеріалів

13




3.1 Автоматизований технологічний комплекс М-36М для лазерного різання листового матеріалу

13




3.2 Автоматизований лазерний технологічний комплекс М-25С

13

Висновок

15

Список література

16


Введення
Великий розвиток за останній час в найбільш розвинених країнах і передових галузях машинобудування в Росії (авіаційної, ракетно-космічній, енергетичній, приладобудівної) отримали сучасні технології обробки заготовок і деталей з використанням різних видів енергії (теплової, акустичної, електричної, магнітної, світловий, хімічної , радіаційної) і «інструментів» (рідина, газ, плазма, тверді частки) у формі струменя, променя, статичних та динамічних полів або комбінованих методів.

До одного з сучасних методів зміни форми і розмірів заготовок відноситься Светолучевой обробка.

Метою даної роботи є розкриття сутності та області застосування Светолучевой обробки деталей, виявлення переваг і недоліків даного виду обробки.
1 Деякі питання теорії лазерної обробки
Лазер - джерело електромагнітного випромінювання, видимого інфрачервоного і ультрафіолетового діапазонів, заснований на вимушеному випромінюванні атомів і молекул. Слово «лазер» складено з початкових літер слів англійської фрази «Light amplification by stimylated Emission of Radiation» - що означає «посилення світла в результаті вимушеного випромінювання».

Вимушене випромінювання відбувається при зіткненні кванта з електроном, що знаходиться на верхньому енергетичному рівні і отдающим квант енергії при переході на нижній рівень. Посилення світла виходить за рахунок того, що перший квант, тобто квант-збудник, після зіткнення з атомом не зникає, а зберігається і далі летить разом з знову народженим квантом. Потім кожен з цих двох квантів стикається з одним атомом, а потім з вісьмома, шістнадцятьма і т. д., поки не скінчиться їх шлях в активній речовині. Так що чим довше буде цей шлях, тим більш потужну лавину квантів, тобто більш потужний промінь світла, викликають перші квант. А так як початковий імпульс світла укладає в собі не 1 квант, а безліч, то й лавина квантів стає потужною. Тому в твердотільних лазерах активна речовина використовується у вигляді вузьких довгих призм, циліндрів, тобто у вигляді стрижнів, довжина яких приблизно в 10 разів більше товщини.

У генераторі є система дзеркал. Дзеркала являють собою не що інше, як торці стрижня, покриті сріблом. Торці шліфуються строго паралельно один одному і перпендикулярно осі циліндра. Причому один покривається сріблом щільно, так, щоб світло повністю відбивалося від нього, а інший сріблиться тонким шаром з таким розрахунком, щоб він відображав 90% квантів, а 10% пропускав.

Дзеркала необхідні для того, щоб робити промінь лазера спрямованим, а головним чином для багаторазового посилення первинної лавини квантів, що летять уздовж осі стрижня активної речовини. Первинна лавина, пролетіла стрижень до кінця, ще дуже слабка для того, щоб стати потужним потоком світла. І її відкидає назад дзеркало на торці стрижня. Дзеркало зі стовідсотковим віддзеркаленням світла. Лавина квантів мчить назад гігантськими стрибками, набираючись нових сил. Наростання потужності вихідного пучка світла відбувається так швидко, що практично непомітно.

В якості активної речовини в твердотільних лазерах використовують кристалічні або аморфні діелектрики, тобто речовини, що не пропускають електричний струм. Найбільш поширеним матеріалом робочих тіл лазерів є синтетичний рубін - кристалічна окис алюмінію, в якій частина атомів алюмінію замінена на атоми хрому. Ці атоми хрому і є робочими тілами, які «накачуються» енергією, а потім віддають її, підсилюючи світловий потік.

Лазерний промінь можна сфокусувати і так, що він буде викликати інтенсивний нагрів. Наприклад, за допомогою лінзи з фокусною відстанню 1 см промінь можна сфокусувати в пляму, зване фокальним, оскільки воно знаходиться у фокусі діаметром 0,01 см, тобто площею в 0,0001 см 2. Хоча спалах лазера і короткочасна, її достатньо для розплавлення і випаровування освітленій частині будь-якого матеріалу, будь то метал, камінь або кераміка.

Під час потужних спалахів, а тим більше під час безперервної роботи лазера, стрижень активної речовини сильно нагрівається і його доводиться охолоджувати. Для цього стрижень укладають у кожух, через який циркулює охолоджуюча середа. Рубіновий лазер зазвичай охолоджується рідким азотом, температура якого дорівнює -196 ° С.


1 - зарядний пристрій; 2 - ємнісний накопичувач; 3 - система

управління; 4 - блок запалювання; 5 - лазерна головка; 6 - система

охолодження; 7 - система стабілізації енергії випромінювання; 8 - датчик

енергії випромінювання; 9 - оптична система; 10 - сфокусований

промінь лазера; 11 - оброблювана заготовка; 12 - координатний стіл;

13 - система програмного керування
Рисунок 1 - Типова структурна схема лазерної установки з

твердотілим лазером


2 Обробка матеріалів лазерним променем

Направимо на поверхню якогось матеріалу, наприклад металу, промінь потужного лазера. Уявімо, що інтенсивність випромінювання поступово зростає (за рахунок збільшення потужності лазера або за рахунок фокусування випромінювання). Коли інтенсивність випромінювання досягне необхідного значення, почнеться плавлення металу. Поблизу поверхні, безпосередньо під світловим плямою, виникає область рідкого (розплавленого) металу. Поверхня, що відмежовує цю область від твердого металу (її називають поверхнею розплаву), поступово переміщується в глибину матеріалу в міру поглинання ним
Навчальний матеріал
© ukrdoc.com.ua
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації