Obrabotka Metallov. 2016 no. 1(70)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (70) 2016 17 ТЕХНОЛОГИЯ После процесса резки на боковой поверхно- сти образца появляется углубленная бороздчатая структура (рис. 2). Бороздки расположены рав- номерно друг за другом. Они характеризуются тремя показателями: глубиной, частотой и фор- мой [8, 9]. Именно бороздчатая структура име- нуется шероховатостью поверхности реза. Рис. 1 . Схема процесса лазерной резки Рис. 2. Поверхность лазер- ного реза низкоуглероди- стой стали толщиной 14 мм Одним из наиболее важных параметров, ха- рактеризующим лазерную резку, является кри- терий качества обрабатываемой детали [10]. Ос- новными показателями качества лазерной резки принято считать шероховатость поверхности и величину грата. Это связано в первую очередь с тем, что при минимальном значении этих пара- метров другие показатели качества реза имеют допустимые значения. Поэтому получение ла- зерного реза, обладающего минимальной шеро- ховатостью и отсутствием грата в нижней части образца, представляет собой практический инте- рес. Следует особо отметить, что режим, облада- ющий максимальной скоростью резки, может не являться оптимальным с точки зрения качества реза [11–14]. Главная задача, которая решается в данной работе, заключается в определении минимально возможной шероховатости поверхности заготов- ки после лазерной резки. Это позволит лучше понять возможности лазерной резки, так как на сегодняшний день до сих пор неизвестно, каки- ми классами шероховатости характеризуется по- верхность после лазерной обработки. Методика эксперимента В работе использовался иттербиевый воло- конный лазер IPG/IRE-Polus мощностью 2 кВт и параметром BBP = 3,8 мм  мрад (BPP – Beam Parameter Product, произведение радиуса пучка в ближней зоне на угловой радиус пучка в дальней зоне) с коллиматором IPG, модель D5-WC/AC. Диаметр пучка на фокусирующей линзе после коллиматора – 17 мм, фокусное расстояние лин- зы – 200 мм. Использовался также газоразряд- ный СО 2 -лазер [15] с самофильтрующим резона- тором мощностью до 8 кВт и ВРР = 4,7 мм·мрад. Диаметр пучка на фокусирующей линзе состав- лял 25 мм при фокусном расстоянии ZnSe линзы 190 мм. В настоящей работе проведены исследования лазерно-кислородной резки листов низкоуглеро- дистой стали марки Ст3 различной толщины. В этом случае в качестве вспомогательного газа использовался кислород, который не только вы- дувает расплав из зоны резки, но и вступает в экзотермическую реакцию с металлом, в резуль- тате которой получается дополнительный источ- ник энергии. Основными параметрами, задаваемыми при газолазерной резке, являются мощность излу- чения W , скорость резки V , давление техноло- гического газа P , а также толщина разрезаемого материала t . При практическом использовании лазерной резки необходимо понимать, как за- висят параметры резки, прежде всего мощность лазерного излучения и скорость резки, от тол- щины разрезаемого листа. Это необходимо как для оценки производительности лазерной обра- ботки материала, так и для улучшения качества обрабатываемой детали. Большое внимание в работе уделяется опти- мизации лазерной резки, которая проводилась