Технологические функции

Лазерный технологический процесс требует также подачи в зону обработки веществ (газов, наплавочных материалов). Все эти потоки должны быть согласованы и синхронизированы с потоком лучевой энергии. Простейший вариант - подача режущего газа через коаксиальное сопло при лазерной резке. В качестве газа используется чистый кислород, сжатый воздух, азот, а также смеси газов. Избыточное давление газа в выходной камере перед соплом может составлять от 0.3 до 15 атм, а в технологии лазернокислородной резки листов большой толщины до 40 атм. Следовательно, конструкции выходных камер головок для резки должны быть рассчитаны на высокое статическое давление газа.

Технология лазерной сварки выдвигает иные требования к газовой системе. Во-первых, требуется защитить ванну расплава инертным газом (как правило, аргоном). Во-вторых, подавать в зону активного взаимодействия лазерного пучка с металлом и парами газовые смеси для управления процессом. Последнее обязательно при лазерной сварке СО2 лазерами при мощности выше 24 кВт, но является пока дискуссионным для лазерной сварки волоконными лазерами. Пока, как правило, плазмоподавляющие и управляющие смеси не используют, но есть экспериментальные данные, что и в случае лазерной сварки мощными волоконными лазерами можно эффективно управлять сварочным процессом за счет использования газовых смесей. На Рисунке 7 представлена сопловая часть лазерной головки VF001M, в которой реализована двойная газовая схема - лазерный пучок проходит через центральное коаксиальное отверстие, через систему отверстий вблизи оси подается контролируемая газовая смесь в зону активного взаимодействия, а периферийная зона формирует окутывающий ламинарный поток аргона для защиты сварного шва. Такая головка не очень пригодна для скоростной сварки линейных швов, так как зона защиты шва при высоких скоростях недостаточна по длине, но идеально годится для качественной сварки с максимальной глубиной проплавления и контурной сварки, в том числе и таких критических материалов, как титановые сплавы.

Рисунок 7 Сварочная насадка к лазерной головке VF001M [7]

В простейшем варианте при лазерной термообработке не используются сопловые системы и защитные газы, но в идеале требуются специальные насадки для защиты металла от окисления или для активации диффузионных процессов насыщения поверхностного слоя металла из газовой фазы.

Лазерная наплавка требует подачи в зону нагрева порошковых материалов или проволок, если смотреть на опыт развития наплавочных процессов на основе СО2 лазеров, то это могут быть достаточно сложные и гибко управляемые системы с пространственной раскладкой порошковых струй сканирующими соплами.

Гибридные способы лазерной сварки требуют интеграции в сварочной насадке лазерной части с дуговыми сварочными инструментами.

Рисунок 8 Головка для гибридной сварки фирмы Precitec (слева) и вариант более глубокой интеграции двух сварочных процессов [7]

Другие стьтьи в тему

Разработка программы кодирования по алгоритму Хемминга
В процессе работы электронных устройств осуществляется преобразование информации. С точки зрения логики функционирования электронных устройств можно выделить следующие информационные процессы: получение, передачу, обработку, представление информации, выработку управляющих воздействий. ...

Разработка систем автоматического регулирования
Основы теории управления - одна из дисциплин, образующих науку об управлении. Эта наука в последние годы распространила свое влияние не только на системы управления технического характера (станки, роботы, самонаводящиеся ракеты, беспилотные самолеты, космические аппа ...