ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Проведено исследование лазерно-кислородной резки листов низкоуглеродистой стали газоразрядным СО₂-лазером и иттербиевым волоконным лазером с длиной волны излучения 10.6 мкм и 1.07 мкм соответственно. Выполнена экспериментальная оптимизация лазерной резки по критерию минимальной шероховатости поверхности реза. Показано, что бороздчатая структура боковой поверхности реза не однородна и имеет характерные особенности в верхней и нижней части образцов. Получено, что  лазерно-кислородная резка низкоуглеродистой стали СО₂-лазером обладает лучшим качеством поверхности образца после обработки по сравнению с резкой иттербиевым волоконным лазером. Установлено что лазерная резка низкоуглеродистой стали соответствует 4-6 классу шероховатости. Получено, что с ростом толщины разрезаемого листа, величина шероховатости изменяется по закону Rz=1.15t+6.5 для резки СО₂-лазером и Rz=3.7t+3.8 для резки иттербиевым волоконным лазером.

Список литературы
1. Ковалев О.Б., Фомин В.М. Физические основы лазерной резки толстых листовых материалов. – М.: Физматлит, 2013. – 256 с. – ISBN 978-5-9221-1520-9.

2. Investigation on disk and CO₂ laser beam fusion cutting differences based on power balance equation / L.D. Scintilla, L. Tricarico, A. Wetzig, E. Beyer // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2013. – N 69. – P. 30–37. – doi: 10.1016/j.ijmachtools.2013.02.008.

3. Powell J., Kaplan A.F.H. A technical and commercial comparison of fiber laser and CO₂ laser cutting // 31^th International Congress on Applications of Lasers and Electro-Optics ICALEO: Congress Proceedings, 23–27 September 2012. – Anaheim, California, USA, 2012. – P. 277–281.

4. Steen W.M., Mazumder J. Laser material processing. – 4^th ed. – London: Springer-Verlag London Publ., 2010. – 558 p. – ISBN 978-1-84996-061-8. – doi: 10.1007/978-1-84996-062-5.

5. LIA handbook of laser material processing / eds.: J.F. Ready, D.F. Farson, T. Feeley. – 1^st ed. – Orlando: LIA Magnolia Publ., 2001. – 715 p. – ISBN 978-3-540-41770-5.

6. Dahotre N.B., Harimkar S.P. Laser fabrication and machining of materials. – 1^st ed. – New York: Springer Publ., 2008. – 558 p. – doi: 10.1007/978-0-387-72344-0. – ISBN 978-0-387-72343-3.

7. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки. – 2-е изд., стер. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2008. – 664 с. – ISBN 5-7038-2701-9.

8. Mathematical modelling of striation formation in oxygen laser cutting of mild steel / G.V. Ermolaev, O.B. Kovalev, A.M. Orishich, V.M. Fomin // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2006. – Vol. 39, N 19. – P. 4236–4244. – doi: 10.1088/0022-3727/39/19/017.

9. Ermolaev G.V., Kovalev O.B. Simulation of surface profile formation in oxygen laser cutting of mild steel due to combustion cycles // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2009. – Vol. 42, N 18. – P. 185506. – doi: 10.1088/0022-3727/42/18/185506.

10. Оришич А.М., Фомин В.М. Актуальные проблемы физики лазерной резки металлов. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. – 176 с. – ISBN 978-5-7692-1212-3.

11. 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.

12. Mahrle A., Beyer E. Theoretical aspects of fibre laser cutting // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2009. – Vol. 42, N 17. – P. 175507. – doi: 10.1088/0022-3727/42/17/175507.

13. Malikov A.G., Orishich A.M., Shulyat'ev V.B. Experimental optimisation of the gas-assisted laser cutting of thick steel sheets // Quantum Electronics. – 2009. – Vol. 39, N 6. – P. 547–551. – doi: 10.1070/QE2009v039n06ABEH014040.

14. Mechanical characteristics of high-quality laser cutting of steel by fiber and CO₂ lasers / V.M. Fomin, A.A. Golyshev, A.G. Malikov, A.M. Orishich, V.B. Shulyatyev // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. – 2015. – Vol. 56, iss. 4. – P. 726–735. – doi: 10.1134/S0021894415040203.

15. High-quality beam generation in a 8-kW cw CO2 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.