Способ лазерной пробивки отверстий

 

Использование: сверление отверстий. Сущность изобретения: обрабатываемую заготовку герметично закрепляют на незамкнутой камере повышенного давления и подвергают ее воздействию лазерного излучения по заданной программе до образования сквозного отверстия. На внутреннюю поверхность заготовки ее закреплением на камере повышенного давления наносят слой магнитной жидкости и перед воздействием лазерного излучения камеру повышенного давления с герметично закрепленной заготовкой помещают в магнитное поле. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 26!00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ KHTCCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

1 (21) 4869069/08 (22) 03.07.90 (46) 30.08,92. Бюл. М 32 (71) Научно-производственное обьединение

"Энергия" (72) В.M. Попов и Г.B. Суходольский (56) Авторское свидетельство СССР

% 189083, кл. В 23 К 26/00, 1965, (54) СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ ПРОБИВКИ 0ТВЕРСТИЙ (57) Использование: сверление отверстий.

Сущность изобретения; обрабатываемую

Изобретение относится к области обработки материалов высококонцентрированными источниками энергии и может быть использовано при лазерной пробивке отверстий в различных материалах;

Существуют различные способы калибровки отверстий, полученных с помощью лазера, Например, калибровка отверстий с помощью пуансонов, путем химического травления, механическая обработка с помощью алмазного порошка; калибровочных проволок и др. Однако, рассмотренные способы калибровки позволяют обрабатывать отверстия, глубина которых относительно невелика и соизмерима с их диаметром.

Наиболее близким к изобретению способом является способ пневматической калибровки микроотверстий, Сущность способа заключается в том. что обрабатываемая лазерным лучом заготовка является

„„Я2, „1757826 А1

2 заготовку герметично закрепляют на незамкнутой камере повышенного давления и подвергают ее воздействию лазерного излучения по заданной программе до образования сквозного отверстия. На внутреннюю поверхность заготовкй йЕред ее закреплением на камере повышенного давления наносят слой магнитной жидкости и перед воздействием лазерного излучения камеру повышенного давления с герметично закрепленной заготовкой помещают в магнитное поле. 2 ил. стенкой камеры с повышенным давлением газа. выбрасывающего со стенок образованного отверстия расплавленный материал.

Однако, данный способ применим лишь для сверления и калибровки одиночных (или небольшого количества) отверстий, т.к. с увеличением количества получаемых отверстий увеличивается расход газа и снижается

его давление в камере; что сйльно влияет на воспроизводимость полученных результатов по диаметру и по точности обработки отверстий. К тому же, при таком методе калибровки на входе и выходе отверстий у некоторых материалбв образуются наплывы расплава материалов.

Целью изобретения является увеличение воспроизводимости результатов обработки отверстий, уменьшение наплывов

1757826 металла у входа и выхода отверстий и уменьшение расхода технологического газа, Поставленная цель достигается тем, что обрабатываемая заготовка герметично закрепляется на незамкнутой камере повышенного давления и подвергается воздействию лазерного излучения по заданной программе до образования сквозного отверстия, При этом, на внутреннюю поверхность заготовки перед закреплением ее на камере повышенного давления наносят слой магнитной жидкости и перед воздействием лазерйого излучения камеру повышенного давления с герметично закрепленной заготовкой помещают в магнитное поле.

Пример реализации способа.

Обрабатываемая заготовка 1 (фиг, 1) со . слоем магнитной жидкости 2 на внутренней поверхности является стенкой камеры 3 повышенного давления Р. Магнитная жидкость удерживается на заготовке магнитным полем, создаваемым магнитной системой, состоящей из магнитопроводящего ярма 4, полюса которого образованы постояййыми магнитами или электромагнитами 5. Лазерное излучение, фокусируемое выходной линзой 6, подается на заготовку 1 через защитный экран 7. На фиг. 2 магнитное поле создается в зазоре между двумя помещеннйми на внешнюю поверхность заготовки аксиально намагниченными коль. цевыми магнитами 4 и 5 (назначение осталь ных элементов аналогично приведенным на фиг, 1), расположенными нэ одной оси один внутри другого.

Нанесенный на внутреннюю поверхность заготовки слой магнитной жидкости с температурой плавления и испарения ниже температуры плавления обрабатываемого материала, в момент образования сквозного отверстйя испаряется, и пары жидкости вместе со струей газа, проходя через образованное отверстие, ослабляют влияние неконтролируемого перераспределения расплава материала, улучшают микрогеометрию поверхности отверстия, уменьшают волнистость, наплывы и впадины на поверхности и формируют продольную форму отверстия, уменьшают конусность, а также

: устраняют наплывы на входе и выходе отверстий.

Пример выполнения способа;

На внешнюю поверхность обрабатываемой стальной заготовки толщиной 0,5 мм помещаются (один внутри другого) два аксиально намагниченных кольцевых магнита, создающих в зазоре между ними магнитное поле с напряженностью порядка 450 3. На внутреннюю поверхность заготовки наносится тонкий слой магнитной жидкости (TY6-09 — 066 — 946-79), которая удерживает5 ся магнитным полем и образует кольцо, повторяющее конфигурацию магнитного зазора.

Заготовка с магнитами и магнитной . жидкостью помещается на камере новы10

20

Формула -изобретения

Способ лазерной пробивки отверстий, при которой обрабатываемую заготовку

45 герметично закрепляют на незамкнутой камере повышенного давления и воздействуют на нее лазерным излучением до образования сквозного отверстия, о т л и ча ю шийся тем. что, с целью повышения

40 шенного (0,7 атм) давления газа и лазером на рубине через защитный экран производится по заданной программе сверление системы отверстий в заготовке через магнитный зазор.

Для получения отверстий применяется многоимпульсный (по 10 импульсов на отверстие) метод обработки с использованием проекционной системы локализации лазерного излучения при длительности импульса

1х10 сек, энергия — 0.22 Дж и частоте следования импульсов 5 Гц.

Статическая обработка полученных результатов показала, что при использовании магнитной жидкости с температурой плавления и испарения ниже температуры плавления обрабатываемой заготовки, избыточного давления газа в камере и приведенных выше технологических параметров лазера, образуются круглые отверстия диаметром 100 мкм с повышенной по сравнению с прототипом точностью размеров формы и качества отвЕрстий, Нестабильность диаметров отверстий относительно заданного значения 100 мкм не превышает 27,, а отклонение продольного профиля отверстий от цилиндричности

Способ йозволяет увеличить выход rollных изделий с большим количеством отверстий, где брак определяется выходом за пределы допуска хотя бы одного отверстия. точности и качества, а также снижения расхбда газа, на внутреннюю поверхность заготовки предварительно наносят слой магнитной жидкости, а перед воздействием лазерного излучения камеру с заготовкой помещают в магнитное поле.

1757826

175782 6

Составитель В.Попов

Техред М,Моргентал

Редактор

Корректор Н,Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2960 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5