ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
55
УДК 621.1
В. В. Г о р с к и й , И. М. Е в д о к и м о в , В. Г. Р е ш
РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СКОРОСТИ
ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ СТЕКЛОПЛАСТИКА
НА ТЕРМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ МАТЕРИАЛА
Приведена физико-математическая постановка комплексной за-
дачи о двумерном нестационарном прогреве и разложении стек-
лопластика под воздействием высокотемпературного термохи-
мического разрушения, вызванного интенсивным лазерным нагре-
вом. Проведены исследования зависимости степени повреждения
материала в окрестности поверхности раскроя
,
наблюдаемого в
процессе лазерной резки стеклопластика
,
от линейной скорости
резки.
E-mail:
resch883@rambler.ru
Ключевые слова
:
лазерная резка, стеклопластик, нестационарный
прогрев, термохимическое разрушение
.
Под стеклопластиком понимают композиционный материал, со-
стоящий из диоксида кремния и органического связующего. Одна из
основных проблем лазерной резки материалов такого типа состоит в
обеспечении ровной поверхности раскроя. Дело в том, что большин-
ство органических связующих, входящих в состав стеклопластиков,
обладают низкой термической стойкостью, т. е. они разлагаются при
достаточно низких значениях температуры (600…1 000 K), а темпе-
ратура разрушения материала, определяемая его высокотемператур-
ными компонентами (двуоксидом кремния и коксовым остатком от
пиролиза связующего), обычно превышает 2 500 K. В связи с этим в
процессе лазерной резки вдоль поверхности раскроя стеклопластика
движется высокотемпературная волна, которая может вызвать недо-
пустимое изменение плотности в слоях материала, прилегающих к
этой поверхности.
Естественно, что при достаточно большой скорости движения
указанной волны (т. е. при достаточно большой скорости резки мате-
риала, а значит, и удельной плотности лазерного излучения) можно
добиться выполнения заданных требований по качеству резки стек-
лопластиков. Однако с технической и экономической точек зрения
эту задачу желательно получить при минимальной удельной плотно-
сти лазерного излучения. А это диктует необходимость проведения
соответствующих расчетно-теоретических и экспериментальных ис-
следований. Решению первой из указанных задач и посвящена насто-
ящая работа.