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

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.

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.