Аннотация
Сформулирован критерий и определена граничная толщина листа, при превышении которой целесообразно использовать кислородную резку с поддержкой лазерным лучом (кислородно-лазерная резка) вместо лазерной резки с продувкой канала реза кислородом (лазерно-кислородная резка). Предельная для качественной лазерно-кислородной резки толщина находится из условия равенства оптимальной скорости резки, при которой шероховатость поверхности реза минимальна, и критической скорости, ниже которой процесс резки становится неуправляемым. Экспериментально определена критическая скорость 0.4…0.5 м/мин и соответствующая ей предельная толщина качественной лазерно-кислородной резки – 40…50 мм. Проведено сравнение качественных показателей двух видов резки в переходной области. Показано, что при переходе на кислородно-лазерную резку при толщине листа 30…40 мм не происходит ухудшения качества поверхности реза по сравнению с лазерно-кислородной резкой, если параметры процесса выбраны оптимальным образом.
Ключевые слова: лазерная резка, СО2-лазер, кислородная резка, шероховатость поверхности, толщина листа
Список литературы
1. LIA handbook of laser materials processing / eds.: J.F. Ready, D.F. Farson, T. Feeley. – 1st ed. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2001. – 715 p. – ISBN 978-3-540-41770-5.
2. Steen W.M., Mazumder J. Laser material processing. – 4th ed. – London: Springer-Verlag, 2010. – 558 p. – ISBN 978-1-84996-061-8. – doi: 10.1007/978-1-84996-062-5.
3. Взаимодействие лазерного излучения с металлами / А.М. Прохоров, В.И. Конов, И. Урсу, И.Н. Михайлеску. – М.: Наука, 1988. – 538 с.
4. Laser–oxygen cutting of mild steel: the thermodynamics of the oxidation reaction / J. Powell, D. Petring, R.V. Kumar, S.O. Al-Mashikhi, A.F.H. Kaplan, K.T. Voisey // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2009. – Vol. 42. – P. 015504. – doi: 10.1088/0022-3727/42/1/015504.
5. The theory of laser material processing / ed.: J. Dowden. – Dordrecht: Springer, 2009. – 381 p. – ISBN-13 978-1-4020-9339-5. – doi: 10.1007/978-1-4020-9340-1.
6. Rajpurohit S.R., Patel D.M. Striation mechanism in laser cutting – the review // International Journal of Engineering Research and Applications. – 2012. – Vol. 2, iss. 2. – P. 457–461.
7. Diagnostics, modeling and simulation: three keys towards mastering the cutting process with fiber, disk and diode lasers / D. Petring, T. Molitor, F. Schneider, N. Wolf // Physics Procedia. – 2012. – Vol. 39. – P. 186–196. – doi: 10.1016/j.phpro.2012.10.029.
8. Fundamental study of CO2- and fiber laser cutting of steel plates with high speed visualization technique / G.V. Ermolaev, P.V. Yudin, F. Briand, A.V. Zaitsev, O.B. Kovalev // Journal of Laser Applications. – 2014. – Vol. 26. – P. 042004. – doi: 10.2351/1.4895563.
9. High-quality beam generation in a 8 kW cw СО2 laser / Yu.V. Afonin, A.P. Golyshev, A.I. Ivanchenko, A.N. Malov, A.M. Orishich, V.A. Pechurin, V.F. Filev, V.B. Shulyat’ev // Quantum Electronics. – 2004. – Vol. 34, N 4. – P. 307–309. – doi: 10.1070/QE2004v034n04ABEH002671.
10. Experimental study of laser-oxygen cutting of low-carbon steel using fibre and CO2 lasers under conditions of minimal roughness / A.A. Golyshev, A.G. Malikov, A.M. Orishich, V.B. Shulyatyev // Quantum Electronics. – 2014. – Vol. 44, N 10. – P. 970–974. – doi: 10.1070/QE2014v044n10ABEH015412.
11. O’Neill W., Gabzdyl J.T. New developments in laser-assisted oxygen cutting // Optics and Lasers in Engineering. – 2000. – Vol. 34, iss. 4–6. – P. 355–367. – doi: 10.1016/S0143-8166(00)00070-1.
12. Газодинамика лазерной резки толстых стальных пластин непрерывным СО2-лазером / А.В. Зайцев, О.Б. Ковалев, А.М. Оришич, В.М. Фомин, В.Б. Шулятьев // Вычислительные технологии. – 2006. – Т. 11, спец. вып., ч. 1. – С. 74–83.
13. Gladush G.G., Smurov I. Physics of laser material processing. – Berlin: Springer-Verlag, 2011. – 534 p. – ISBN 978-3-642-19242-5. – doi: 10.1007/978-3-642-19831-1.
14. Powell J. LIA guide to laser cutting. – 2nd ed. – Orlando: LIA Publ., 2008. – 104 p. – ISBN 978-0-912035-16-1.
15. Голышев А.А. Стандартизации лазерно-кислородной резки по критерию шероховатости поверхности // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2016. – № 1 (70). – С. 16–21. – doi: 10.17212/1994-6309-2016-1-16-21.
