3 / 15
Поиск решений по перфорированию микроотверстий в хромистых…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 6·2016 3
ботки. Нагрев вносит нежелательные влияния: от образования жид-
кой фазы до деформации всей детали [2]. Для снижения температур-
ного вклада следует подбирать параметры лазерного излучения, чтобы
максимальное количество лазерной энергии тратилось на удаление
материала [3]. Использование «коротких» фемто- и пикосекундных им-
пульсов позволяет добиться «холодной обработки». Мощность излуче-
ния, частота следования импульсов, длительность импульса — все эти
параметры подбирают для каждого обрабатываемого материала инди-
видуально.
Для проведения исследования использовалась технологическая
установка с достаточно длительным импульсом (100 нс), неудобным
для решения задач в области микрообработки. Наносекундный ре-
жим обработки является условно пороговым, в результате воздей-
ствия импульса которого происходит как разлет свободных молекул,
атомов и ионов, так и образование жидкой фазы, когда вещество вы-
плескивается и разбрызгивается [4].
В ходе работы были решены следующие задачи: по снижению
теплового вклада в процесс обработки; по нахождению оптимального
способа снижения шероховатости входной и выходной плоскости и
ультраперфорированной поверхности металла.
Высокая энергетическая составляющая процесса лазерной обра-
ботки приводит к интенсивному плазмообразованию. Лазерно-
индуцированная плазма к тому же обладает хорошим экранирующим
эффектом, который рассеивает и поглощает лазерное излучение. При
этом материал не удаляется, но повышается температура области об-
работки за счет разогрева плазменного факела. Поэтому необходимо
подбирать частоту следования импульсов и мощность лазерного из-
лучения таким образом, чтобы процесс обработки носил «холодный»
характер. Оптимальным считается подбор, при котором каждый по-
следующий импульс приходил бы в момент остывания лазерно-
индуцированной плазмы [5]. Тем не менее, чрезмерное уменьшение
частоты импульсов и средней мощности негативно влияет на техно-
логическую производительность.
При выполнении лазерной микрообработки материалов и про-
шивке сквозных отверстий важно знать, как распределяется интен-
сивность в поперечном профиле обрабатывающего пучка [6]. Попе-
речный профиль распределения интенсивности лазерного излучения
в пучке — это «рабочий инструмент» при обработке, непосредствен-
но влияющий на динамику и эффективность процесса микрообработ-
ки: конусность микроотверстий, чистоту кромок и топологию по-
верхности материала около отверстия [3].
Измерение поперечного профиля интенсивности в фокальной
плоскости объектива проводилось с помощью измерителя попереч-