Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

1.8

где Р - суммарная мощность поглощенного лазерного излучения и экзотермической реакции окисления; h и b - ширина и глубина резания;

( - скорость перемещения материала;

( = (эф(т - эффективность процесса лазерной резки ((т - термический к.п.д., показывающий отношение энергии, затраченной на проплавление образца, к полной энергии, поглощенной расплавом.);

Нпл - скрытая теплота плавления.

Если в качестве ширины резания b принять диаметр лазерного луча, то из

(1.6) следует, что h ( (-1 при Р = const ( рис. 1.11 ). Эта зависимость качественно согласуется с экспериментальными данными [ 6 ].

Рис. 1.11 Максимальная скорость резки в зависимости от толщины образца при мощности СО2 лазера 1,5 кВт:

1 - углеродистая сталь в воздухе ( = 0,5; d = 0,2 мм;

2 - алюминий в воздухе ( = 0,5; d = 0,2 мм;

3 - углеродистая сталь в среде кислорода.

Как видно из ( 1.7 ), предельная скорость резки металлов, на заданной глубине резания, зависит от энтальпии плавления Нпл . Для легкоплавких металлов энтальпия плавления мала. Для алюминия она в 3 раза меньше, чем для стали ( табл. 1.2 ). Однако, как видно из рис.

1.11, алюминий режется лазерным лучом примерно с такой же эффективностью, как и сталь. Здесь оказывает влияние малый коэффициент поглощения ( и высокая теплопроводность этого металла.

Простые выражения созданные на основе аналитических зависимостей

( 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7 ) не плохо согласуются с опытом [2,4,5], которые не учитывали изменение (, (, c и а от температуры. При расчетах используют средние значения выше перечисленных коэффициентов. Эти значения подбирают таким образом, чтобы обеспечивалась удовлетворительная точность расчетов на основе сопоставления с экспериментальными данными. Рекомендуемые значения коэффициентов приведены в таблице 1.2.

Табл. 1.2 Теплофизические коэффициенты некоторых металлов.
|Материал | Тпл | Ткип| ( | Нпл| а| (| c|
| |0 С | |г/см | | | | |
| | |0 С | |Дж/г |см2/с |Вт/(cм|Дж/(г(|
| | | | | | |(0С) |0С) |
| Al| 660 | 2467| | 396| | | 0,9|
| | | |2,7 | |0,91 |2,23 | |
| Fe| 1533| 2750| | 275| | | |
| | | |7,87 | |0,21 |0,76 |0,46 |
| W| 3140| 5660| | 184| | | |
| | | |19,3 | |0,62 |1,68 |0,14 |
| | 1083| 2595| | 214| | | |
|Cu | | |8,96 | |1,14 |3,95 |0,39 |
| | 1453| 2730| | 309| | | |
|Ni | | |8,3 | |0,24 |0,92 |0,44 |

Влияние газодинамических параметров. Для выполнения обязательного условия лазерной резки - удаления жидкого расплава из зоны резки - необходимо создать вдоль передней стенки реза градиент давления (p.

Минимальное давление газа, при превышении которого глубина реза не растет, может быть оценено выражением:

[pic]

Повышая давление и скорость газа, можно не опасаться снижения эффективности процесса резки из-за охлаждения металла. Для скорости газа близкой к скорости звука, удельный теплосъем с поверхности передней стенки не превышает 102 Вт/см2, а количество теплоты, уносимой газовой струей, составляет 20 - 30 Вт.

Рис. 1.12 Влияние избыточного давления кислорода на глубину реза в углеродистой стали [2,3].

Увеличение давления кислорода до значений (р = 0,3 - 0,4 МПа ведет к пропорциональному увеличению глубины реза в углеродистой стали

( рис. 1.12 ). При дальнейшем возрастании давления глубина получаемого реза стабилизируется, а затем несколько уменьшается.

Рис. 1.13 Изменение достижимых скоростей резки с различным качеством в зависимости от толщины материала[2,5]: а - углеродистая сталь; б - алюминий.

Качественные показатели процесса лазерной резки. Поверхность реза на углеродистой стали при невысоких скоростях обработки представляет собой совокупность равномерно расположенных борозд. Для скоростей резки, превышающих некоторый предел, рез получается гладким, без явно выраженных борозд. Образование неровностей на поверхности реза наблюдается при скоростях обработки меньших, 14,5 м/мин и обусловлен нестационарным механизмом разрушения материала ( рис.1.13 а).

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: доклад по биологии, скачать сообщение, реферат по педагогике.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата