Поиск решений по перфорированию микроотверстий в хромистых и хромоникилевых сталях

А.Б. Люхтер, К.В. Скворцов, А.А. Вознесенская, А.С. Ежов, А.А. Бекетов

Инженерный журнал: наука и инновации

# 6·2016

объясняется механизмом электрон-фотонных взаимодействий в ве-

ществе. В нашем случае рассмотрен технологический подход полу-

чения ультраперфорированной поверхности на лазерной установке с

длительностью импульса 100 нс.

Основная часть.

Предприятиям, занимающимся производством

изделий с применением узлов, содержащих микроотверстия, зачастую

приходится решать задачу о покупке технологической установки для

микроперфорации. Наилучшим образом в этом отношении подходит

лазерный комплекс. Специализированные фемто- и пикосекундные ла-

зеры — дорогостоящие установки и зачастую имеют чрезмерно широ-

кие функциональные возможности, которые по разным причинам не

полностью могут быть задействованы в производственном цикле пред-

приятия. Следовательно, необходима установка, созданная на базе не-

дорогой лазерной системы, которая позволит производить обработку,

удовлетворяющую требованиям конечного потребителя.

За последние 10–15 лет волоконные лазерные системы активно

вытесняют газовые и твердотелые лазерные системы с производ-

ственных линий. Применение современных лазерных систем дает

возможность повысить производительность, качество обработки,

снизить трудоемкость выполняемых операций [1]. Совокупность

технологических приспособлений и подходов при лазерной обработ-

ке позволяет существенно снизить стоимость установки для микро-

перфорации, построив ее на базе серийно выпускаемой наносекунд-

ной лазерной установки отечественного производства, стоимость ко-

торой значительно ниже стоимости пико- и фемтосекундных систем.

Применение волоконных лазерных систем для внедрения в производ-

ственные процессы имеет ряд преимуществ перед твердотелыми ла-

зерными системами: высокий КПД — до 40 %; изолированную опти-

ческую систему; удобство в эксплуатации; длительный срок службы.

Перед коллективом была поставлена задача разработки техноло-

гии прошивки микроотверстий в хромистых и хромоникелевых ста-

лях со следующими параметрами: диаметром входного отверстия

80±5 мкм; диаметром выходного отверстия 60±5 мкм; толщиной пла-

стины 500 мкм; шероховатостью входной и выходной поверхности

= 2 мкм; производительностью не менее 4 отверстий в секунду.

Технологию следовало отработать на базе серийно выпускаемой ла-

зерной технологической установки, оснащенной волоконным наносе-

кундным лазерным модулем, длиной волны излучения 1064 нм, дли-

тельностью импульса 100 нс и частотами повторения 10…100 кГц.

Установка оснащена плоскопольным фокусирующим объективом и

приспособлениями перемещения в трех ортогонально расположен-

ных линейных координатах.

При проведении лазерной микрообработки материалов, в частно-

сти металлов, следует избегать чрезмерного нагрева областей обра-