Исследование прецизионной резки щелевых отверстий большого калибра…
5
Расстояние от края лазерной головки до поверхности листа со-
ставляло 0,5…0,7 мм.
Экспериментальное исследование прецизионной лазерно-
газовой резки.
В экспериментах исследовалась резка щелевых отвер-
стий произвольной формы в стальных (Ст3) листах толщиной от 1,5 до
12 мм, а также в листах коррозионно-стойкой стали толщиной 4 мм с
целью получения минимальной ширины реза при высоком качестве его
поверхности. В результате были получены воспроизводимые экспери-
ментальные данные по оптимальной резке ВЛ малоразмерных щелевых
отверстий с числом калибров до
K
= 60, которые в обобщенном виде
представлены в табл. 1. В отдельных экспериментах число калибров до-
стигало 80, а погрешность воспроизводимой вырезки отверстий слож-
ной формы с характерным диаметром
1 мм составляла
5 %.
Установлено, что:
прецизионная резка малоразмерных (~100 мкм) щелевых от-
верстий произвольной формы при числе калибров
K
30 реализуется
только при использовании одномодового излучения ВЛ;
использование маломодового излучения не позволяет реализо-
вать прецизионную резку;
прецизионная резка реализуется только при использовании
кислорода в качестве режущего газа, т. е. она имеет четко выражен-
ный лазерно-термохимический характер;
для каждой толщины листа существует оптимальная совокуп-
ность определяющих параметров, обеспечивающих предельно боль-
шое число калибров, минимальную ширину щели и максимальную
скорость резки;
прецизионная резка реализуется только при импульсно-периоди-
ческом режиме работы ВЛ с оптимальными скважностью 2…4 и часто-
той от 250 Гц (
h
= 1,5 мм) до 120 Гц (
h
= 10 мм), т. е. длительность воз-
действия излучения на металл составляет
и
= 2…3 мс, а оптимальная
мощность излучения в импульсе возрастает с увеличением толщины;
скорость резки при большом числе калибров (
K
30) оказыва-
ется небольшой по сравнению с мощными CO
2
-лазерами, сильно за-
висит от толщины листа и изменяется от 100 мм/мин (
h
= 1,5 мм,
K
= 20) до 50 мм/мин (
h
= 8 мм,
K
= 60);
при увеличении средней мощности излучения за счет умень-
шения скважности от оптимальной и при переходе к стационарному
режиму увеличивается скорость резки, но при этом сильно возрастает
ширина щели, приближаясь к значению, характерному для стандарт-
ных технологических CO
2
-лазеров (~300 мкм);
рез имеет клиновидную форму с относительным схождением
α = (
b
2
–
b
1
)/(2
h
) по направлению луча, которое с ростом толщины
листа уменьшается от –10
–2
до –10
–3
;
