ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО РЕЖИМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИNT OF LASER TREATMENT EFFICIENCY

Полный текст:


Аннотация

Целью настоящей работы является оценка применения импульсно-периодического режима для повышения эффективности лазерной обработки. Лазерные технологии нашли широкое применение в процессах обработки материалов для придания им заданных поверхностных свойств, а также для резки листовых материалов с высокой точностью. Несомненный интерес представляет применение комплексной обработки, в первую очередь изношенных поверхностей, включающей формирование слоя путем газопламенного нанесения порошковой смеси определенного состава и последующего лазерного оплавления.

Важной задачей для повышения эффективности применения лазерных технологий в машиностроении является увеличение мощности лазерных установок. В настоящее время в технологических процессах, использующих лазеры cбольшой средней мощностью (более 100 Вт), нашли применение только источники, работающие в двух режимах - непрерывном и импульсно-периодическом (И-П) с частотой повторения импульсов от единиц до сотен герц и длительностью в пределах десятков-сотен микро- и даже миллисекунд. С другой стороны, экранирующий эффект образующегося плазменного облака при процессах лазерного легирования, наплавки, сварки снижает эффективность обработки в некоторых случаях до 50 % в зависимости от состава плазмы и длины волны лазерного излучения. Высокочастотные И-П лазерные системы с большой средней мощностью, работающие в режиме модуляции добротности, позволяют реализовать принципиально другой механизм взаимодействия излучения с веществом - абляцию, обеспечивающую локальность выделения энергии не только в пространстве, но и во времени.

Проведенный анализ показал, что И-П режим работы лазера для большинства процессов обработки намного лучше и эффективнее, чем непрерывный режим, с энергетической точки зрения. На основе наших разработок можно говорить о возможности реализации лазерных систем, работающих в высокочастотном И-П режиме с большой средней мощностью - выше сотен ватт.


Об авторах

В. В. Аполлонов
Институт общей физики РАН
Россия

Доктор физико-математических наук, профессор



О. Г. Девойно
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Доктор технических наук, профессор



А. А. Калиниченко
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Доктор технических наук



Список литературы

1. Девойно, О. Г. Модифицирование поверхности по-крытий с использованием лазерного нагрева / О. Г. Девойно, А. С. Калиниченко, М. А. Кардаполова. – Минск : БНТУ, 2013. - 230 с.

2. Bergmann, H. W. Laser Surface Alloying of AlSi12 and AlCr2.5Zr2.5 with Transition Metals and Si / H. W. Bergmann, P. H. Gundel, A. S. Kalinichenko // OPTO Electronic Magazin. - 1988. - Vol. 4, No 5. - P. 510-517.

3. Lekala, M. B., Laser Surface Alloying of 316L Stainless Steel with Ru and Ni Mixtures / M. B. Lekala, J. W. van der Merwe, S. L. Pityana // International Journal of Corrosion. - 2012. - Article ID 162425.

4. Hung-Yi, Chen. Ti6A14V Laser Alloying Process Control by Using a Self-Organizing Fuzzy Controller / Hung- Yi Chen, Shiuh-Jer Huang // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2004. - Vol. 44. Is. 15. - P. 1653-1665.

5. Devoino, O. G. Laser Alloying of Al-Si Alloys with Transition Metals / O. G. Devoino, A. S. Kalinichenko, U. A. Kalinichenko // Proc. of 5th LANE 2007. Meisenbach, Bamberg, 2007. - P. 761-765.

6. Управление градиентами свойств в процессах упрочняющей лазерной обработки / О. Г. Девойно [и др.] // Лучевые технологии и применение лазеров: труды VII Междунар. науч.-техн. конф. - СПб.: ГПУ, 2013. - P. 203-211.

7. Devoino, O. G. Formation of Gradient Surface Layers by Means of Multifold Laser Alloying / O. G. Devoino,S. Kalinichenko, M. A. Kardapolova // Наука и техника. - 2014. - № 2. - С. 3-6.

8. Devoino, O. G. Methods of the Increase of Wear Resistance of Working Surfaces Applying Laser Treatment / O. G. Devoino, A. S. Kalinichenko, M. A. Kardapolova // Surface Modification. Proc. Workshop. 21-22.06.2006, Seoul. Korea. - P. 248-251.

9. Formation Wear-Resistant Coatings by Combination of Electrospark Alloying and Laser Treatment / M. Karda- polova [et al.] // Machine and Industrial Design in Mechanical Engineering - KOD 2012: Proceedings of the 7th International Symposium. – Hungary : Balatonfured, 2012. - P. 523-526.

10. Девойно, О. Г. Лазерная обработка износостойких газотермических композиционных покрытий / О. Г. Девойно, А. С. Калиниченко, М. А. Кардаполова. – Минск : БНТУ, 2011. - 161 с.

11. High-Frequency Repetitively Pulsed Operating Regime in High-Power Wide-Aperture Lasers / V. V. Apollonov [et al.] // Quantum Electronics. - 2003. - Vol. 33, № 9. - P. 753-757.

12. Apollonov, V. V. «Impulsar»: New Application for High Power High Repetition Rate Pulse-Periodic Lasers / V. V. Apollonov // Laser Pulse Phenomena and Applications. - Croatia: INTECH, 2010. - P. 29-44.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Аполлонов В.В., Девойно О.Г., Калиниченко А.А. ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО РЕЖИМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИNT OF LASER TREATMENT EFFICIENCY. НАУКА и ТЕХНИКА. 2014;(4):37-41.

For citation: Apollonov V.V., Devoino O.G., Kalinichenko A.S. APPLICATION OF PULSE-PERIODICAL MODE FOR IMPROVEMENT OF LASER TREATMENT EFFICIENCY. Science & Technique. 2014;(4):37-41. (In Russ.)

Просмотров: 177

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)