Способ газолазерной резки

 

Использование: в лазерной технологии. Сущность изобретения: в способе газолазерной резки в начальной момент в зону реза направляют коротковолновый лазерный луч, а затем коаксиально ему направляют кольцевой луч длинноволнового лазера с одновременной подачей активного газа. Плотность мощности излучения регулируют в зависимости от соотношений мощности и диаметров фокальных пятен лучей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области резки и обработки материалов лучом лазера, а конкретно к способам интенсификации процесса газолазерной резки.

Известен способ резки материала лучом лазера, в котором обработку ведут двумя совмещенными лучами лазера.

Известен способ газолазерной обработки, принятый за прототип, в котором обработку ведут двумя лучами с разной длиной волны.

Цель изобретения - интенсификация процесса и снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе газолазерной резки, при котором в зону реза направляют два лазерных луча с различными длинами волн, фокусируют их на обрабатываемой поверхности и подают активный технологический газ, сначала в зону реза направляют коротковолновый луч, на обрабатываемой поверхности его фокусируют в виде сплошного пятна, длинноволновый луч направляют коаксиально коротковолновому и фокусируют вокруг его пятна в виде кольца. При этом: = ≅ 1 где: Рλ₁, Рλ₂ - мощности, соответственно коротковолнового и длинноволнового лазеров, d λ₁ - диаметр фокального пятна коротковолнового луча, d_вн, d_нар - соответственно внутренний и наружный диаметры кольцевого фокального пятна длинноволнового луча.

Коротковолновый луч в зону реза направляют импульсно.

На чертеже представлена установка для осуществления способа газолазерной резки, разрез.

Установка содержит два генератора лазерного излучения - коротковолновый 1 и длинноволновый 2 - с кольцевым выходным пучком, газолазерную головку 3 с соплами 4, систему подачи активного технологического газа 5. Оптическая система длинноволнового лазера 2 содержит кольцевое отражающее поворотное зеркало 6, двухзеркальный фокусирующий объектив 7 с кольцевыми отражающими зеркалами 8 и 9. Оптическая система коротковолнового лазера 1 содержит плоское поворотное зеркало 10, оптическая ось которого направлена на отражающее зеркало 11, установленное внутри и по оси кольцевого отражающего поворотного зеркала 6. Оптические оси зеркал 6 и 11 совпадают с осью сопла 4 газолазерной головки 3. Фокусирующая линза 12 коротковолнового лазера установлена внутри двухзеркального фокусирующего объектива 7 длинноволнового лазера 2 в корпусе 13 с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения.

Работает установка следующим образом. Газолазерную головку 3 устанавливают в зону реза. Лазерный луч коротковолнового лазера 1 направляют на отражающее плоское поворотное зеркало 11, и от него луч направляется в объектив 7 на фокусирующую линзу 12 и через сопло 4 на разрезаемую поверхность 14. Луч коротковолнового лазера 1 в начальный момент резки окисляет материал и таким образом подготавливает его для дальнейшей резки.Затем включают длинноволновый лазер 2. Лазерный кольцевой пучок направляют на зеркало 6 и от него в фокусирующий объектив 7, в котором луч отражается кольцевыми зеркалами 8 и 9 и направляется через сопло 4 на разрезаемую поверхность 14. Одновременно подается активный технологический газ из системы 5. Регулируя плотность мощности излучения лазеров 1 и 2, создают заданный суммарный профиль излучения.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ГАЗОЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ, при котором в зону реза направляют два лазерных луча с различными длинами волн, фокусируют их на обрабатываемой поверхности и подают активный технологический газ, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения энергозатрат, сначала в зону реза направляют коротковолновый луч, на обрабатываемой поверхности его фокусируют в виде сплошного пятна, длинноволновый луч направляют коаксиально коротковолновому и фокусируют вокруг него пятна в виде кольца, при этом = ≅ 1 , где P_λ1 , P_λ2 - мощности соответственно коротковолнового и длиноволнового лазеров; d_λ1 - диаметр фокального пятна коротковолнового луча; d_вн, d_нар - соответственно внутренний и наружный диаметры кольцевого фокального пятна длинноволнового луча.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коротковолновый луч в зону реза направляют импульсно.

РИСУНКИ

Рисунок 1