В.П. Панченко, А.М. Сорока, А.А. Витшас, А.Г. Зеленцов, В.П. Менахин, А.В. Яксон
18
~3 мм приведет в результате развития гидродинамической неустойчи-
вости (за время ~10
–5
с) к образованию крупномасштабной (~0,1 мм)
вихревой структуры потока смеси, по-видимому, с малой (~1 м/с) ско-
ростью направленного течения к поверхности «ступеньки».
После исчезновения спутного потока подъем частиц вверх про-
исходит по инерции в течение
0,5 мс до их остановки на высоте
3 мм. Далее вихревой поток газовой фазы, в основном кислорода,
выносит
частицы до поверхности «ступеньки» и в открытую сторону
щели за время, которое оценивается также с помощью уравнения
импульсов и составляет
4 мс.
Таким образом, только при уровне направленной скорости выно-
са продуктов взаимодействия излучения и кислорода с металлом
~1 м/с расчетное время (4,5 мс) согласуется с экспериментальным
значением необходимой паузы излучения.
Заключение.
В данном исследовании получены новые научно-
технические результаты, которые заключаются в следующем.
Использование одномодового излучения ВЛ мощностью до 1 кВт
и кислорода в качестве режущего газа позволило реализовать про-
цесс глубокого (
K
30) каналирования и получить щелевые отвер-
стия произвольной формы шириной до
60 мкм при числе калибров
30–70 в листах низкоуглеродистой стали. Прецизионная резка низко-
углеродистой стали при глубоком (
K
30) каналировании реализует-
ся только при использовании кислорода в качестве режущего газа,
т. е. имеет четко выраженный лазерно-термохимический характер.
Влияние кислорода принципиально различается при прецизионной
резке волоконным лазером и СО
2
-лазером. Кроме того, его влияние
различно в разных областях реза по толщине листа. Прецизионная
резка при глубоком каналировании реализуется только при импульс-
но-периодическом режиме работы ВЛ с оптимальными скважностью
и частотой. Класс шероховатости поверхности резки с помощью од-
номодового ВЛ малоразмерных щелевых отверстий при глубоком
каналировании составляет в среднем 3. Прецизионная резка с помо-
щью ВЛ приводит в описанных условиях к незначительному повы-
шению твердости поверхности реза (не более 20 % относительно
твердости необработанной поверхности и не более 50 % относитель-
но ее значения внутри листа) и, следовательно, к малому изменению
свойств стали.
Эффективность прецизионной резки одномодовым излучением при
большом числе калибров щели составляет не более 3 %, а эффектив-
ность транспортировки (доставки) излучения в «волноводном» режиме
не превышает 25 % при коэффициенте поглощения металлом 0,35. По-
лезный удельный энерговклад при резке одномодовым излучением ВЛ
составляет с точностью до 20 %
w
л
=
N
л
/(
hbv
р
)
2
10
12
Дж/м
3
для лю-
бой толщины листовых образцов низкоуглеродистой стали.
