Доклады о будущих и современных технологиях

ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Е. И. Солодова, К. А. Украженко

Научный руководитель - К. А. Украженко, д-р техн. наук, профессор Ярославский государственный технический университет

Для современного этапа развития машиностроения характерно широ­кое использование нетрадиционных способов обработки металлов, одним из которых является лазерная резка металлов.

Технология резки следующая: под воздействием сфокусированного лазерного луча материал разрезаемого участка плавится или возгорается и выдувается струей газа или испаряется. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния.

Для лазерной резки металлов применяют технологические установки на основе твердотельных, волоконных лазеров и газовых СО2-лазеров, ра­ботающих непрерывном и в импульсно-периодическом режимах излуче­ния. Благодаря большой моЩнОсти лазерного излучения обеспечивается высокая производительность процесса в сочетании с высоким качеством поверхностей реза. Сравнительно простое управление лазерным излучени­ем позволяет осуществлять лазерную резку по сложному контуру плоских и объемных заготовок с высокой степенью автоматизации процесса.

Лазерную резку применяют для металлов тоЛщиНой до 20 мм. Для металлов толщиной 20-40 мм лазерная резка применяется редко, а для ме­таллов толщиной свыше 40 мм - практически не используется. Это связано с тем, что обработанные кромки имеют некоторое отклонение от перпен­дикулярности (скос ~ 0,5°), которое на больших толщинах становится кри­тичным; также, чем толще материал, тем больше энергии необходимо за­тратить на его плавление и газа - на его выдувание, и в какой-то момент лазерная резка становится нецелесообразной. Накладываются ограничения и на минимальные размеры вырезаемых отверстий - не менее 1,2 от тол­щины материала. Кроме того, в процессе лазерной резки при выдувании расплавленного металла образуется грат, требующий последующего уда­ления.

Одной из задач исследования процесса лазерной резки является опре­деление оптимальной скорости резания в зависимости от мощности лазер­ного излучения и толщины металла.

Стоимость лазерного оборудования для резки достаточно высока. В связи с этим процесс лазерной резки становится эффективным только при условии обоснованного выбора области применения, когда использование традиционных способов трудоемко или вообще невозможно. Наиболее эффективно комбинировать лазерную резку и механическую обработку.