Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 16 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ческая СО 2 -лазерная система генератор-усили­ тель (СГУ) средней мощностью до 2 кВт и импульсной мощностью порядка сотни кило- ватт (рис. 1, слева на заднем плане) с возмож- ностью управления частотой следования (до 120 кГц) и длительностью лазерных импульсов [6]. Оригинальная оптическая схема СГУ по- зволяет формировать луч с плоским фронтом, плавным распределением интенсивности и ка- чеством, близким к дифракционному пределу, устранить эффекты самовозбуждения системы «лазер – металл вблизи фокуса», которые при- водят к искажению формы импульса (снижению импульсной мощности), а также распределению интенсивности и в результате к нестабильности лазерно-плазменной обработки. а б Рис. 1. Лазерно-плазменная технологическая установка: наружный вид ( а ) и схема обработки материалов ( б ) На рис. 1 показан общий вид установки в процессе лазерно-плазменного синтеза нано­ композитных покрытий и схема обработки листовых или слабоизогнутых материалов. Лазерный луч поворотными зеркалами, располо- женными на перемещающихся портале и каретке программно-управляемого двухкоординатного стола (рис. 1, б ), направляется на линзу лазерно- плазменной обрабатывающей головки и фокуси- руется на поверхности металла для упрочнения или на оси газового потока с примесями реаги- рующих компонентов для синтеза покрытий. Та- кое техническое решение позволяет проводить лазерно-плазменную обработку непосредствен- а б Рис. 2. Форма лазерных импульсов ( а ) и распределение интенсивности луча системы генератор-усилитель ( б ) но в атмосфере и только необходимых заданных областей. Установка включает «Систему измерения ха- рактеристик излучения СГУ и контроля процес- са лазерно-плазменной обработки», которая дает возможность регистрировать: • форму и частоту следования лазерных им- пульсов (рис. 2, а ); • распределение интенсивности излучения СГУ в ближней и дальней зонах (рис. 2, б ); • излучение и стабильность поддержания ла- зерной плазмы (рис. 3); • форму рассеянного мишенью лазерного им- пульса, прошедшего через плазму (рис. 3).