Страница:Кривицкий Б.Х. Справочник по радиоэлектронным системам. Том 2.djvu/287

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


286

СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

[Разд. 9

дологических процессах обработки материалов. Лазерная технология в настоящее время нашла применение в самолетостроении, автомобилестроении, промышленности строительных материалов, радиоэлектронике и т. д. Использование излучения ОКГ в технологических операциях позволяет в десятки раз повысить производительность труда и существенно улучшить качество продукции.

Рис. 9-23. Структурная схема лазерной технологической установки.

1 — лазерная головка; 2 — источник питания; 3 — блок охлаждения; .4 — оптическая система; 5 — оптическая система наблюдения; 6 — рабочий стол; 7 — образец; 8 — блок управления.

раций. В табл. 9-3 приводятся сведения об их параметрах и назначении.

Процесс взаимодействия лазерного излучения с материалами условно разделяют на четыре основные стадии:

поглощение излучения и передача энергии тепловым колебаниям решетки твердого тела;

нагревание материала без разрушения; разрушение материала и разлет образующихся продуктов;

остывание после окончания облучения.

Рис. 9-24. Зависимость коэффициента отражения алюминия от степени его чистоты.

Характерными особенностями лазерной технологии являются: высокая точность обработки; возможность сварки разнородных материалов, обработки материалов с различными механическими и физическими свойствами и автоматизации технологических процессов; бесконтактность процесса обработки; малая зона термического воздействия; заметное улучшение культуры производства и условий труда.

Основными направлениями использования лазеров являются: сверление отверстий, резка, сварка и термообработка.

В современных лазерных технологических установках применяются твердотельные и газовые лазеры в режиме импульсного и непрерывного излучения. В большинстве процессов лазерной технологии используется термическое действие излучения.

Структурная схема лазерной технологической установки приведена на рис. 9-23. Основой установки является излучающая головка 1. Наряду с блоками, входящими в любой лазерный прибор (источник питания 2, блоки охлаждения 3 и управления 3), установка включает оптическую систему 4, обеспечивающую формирование пучка излучения с требуемой плотностью потока, оптическую систему наблюдения 5 и рабочий стол. 6 для размещения обрабатываемого образца 7.

Отечественной промышленностью созданы установки и лазеры, обеспечивающие выполнение основных технологических опе-

Наиболыиее значение в названных областях технологического применения имеют стадии нагревания и разрушения.

При взаимодействии лазерного излучения с веществом часть энергии отражается, а часть поглощается, переходя в тепло.

Наиболее пригодными для лазерной обработки являются материалы, обладающие высокой поглощательной способностью А = = 1—/СоТ, где Кот — коэффициент отражения. В табл. 9-4 приводятся значения поглощательной способности А материалов с полированными поверхностями на длинах волн излучения лазеров. Значительной поглощательной способностью обладают материалы в сине-зеленой области спектра, в частности, на длине волны излучения аргоновых лазеров (0,488 мкм). На значение поглощательной способности существенное влияние оказывают качество обработки поверхности, степень окисления и температура обрабатываемого материала. На рис. 9-24 показана зависимость коэффициента отражения Кот алюминия от степени его чистоты.

Глубина б проникновения луча, характеризуемая проходимым им расстоянием, на котором энергия излучения уменьшается в е раз, составляет б = 1/а, где а — линейный коэффициент поглощения. Для большей части металлов на длинах волн лазерного излучения в видимой и ИК областях спектра а = 106-т-107 см-1 и 6<С0,1 мкм. Значительная часть органических соединений погло-