Реферат: Поверхностная лазерная обработка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ФРАНЦИСКАСКОРЫНЫ»

Физический факультет

Кафедра радиофизики и электроники

Поверхностная лазерная обработка

Курсовая работа

Исполнитель:

Студент группы Ф-31 _____________Гармилин Р.В.

Научный руководитель:

Ассистент, кафедры радиоэлектроники ______________Никитюк Ю.В.

Гомель 2007

Р Е Ф Е Р А Т

Курсовая работа: 31 страницы, 15 рисунков, 5 источников.

Ключевые слова: лазерноеизлучение, лазерная наплавка, лазерная гравировка, лазерная термообработка,.

Содержание

TOC o «1-3» РЕферат……………………………………………………………………………..2

ВВЕДЕНИЕ… 4

ГЛАВА I. Лазер.История создания. Принцип действия.

особенности лазерного излучения… 5

1.1 История создания лазеров… 5

1.2 Принцип действия лазеров… 6

1.3 Особенности лазерногоизлучения.… 9

1.4 Классификация лазеров…………………………………………………….…..9

Глава II. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЛАЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА……………………………………….……12

2.1.Виды поверхностной лазерной обработки...............................................................12

2.2. Обработка импульсным излучением……………………..…………………….…14

2.3. Обработка непрерывным излучением………………………………………......17

2.4. Лазерное легирование,наплавка, маркировка, гравировка …………………..19

2.5. Эксплуатационные показатели материалов

после лазерной поверхностнойобработки………………………..………………...21

2.6. Типовые операции лазерной поверхностной обработки……………………....25

Глава III.Примеры поверхностной лазернойобработки… 26

Заключение… 30

Список литературы… 31

ВВЕДЕНИЕ

Создание лазеров — совершилореволюцию в науке и технике. За два десятилетия после их возникновения формировалисьновые фундаментальные и прикладные направления физической оптики — оптическаяквантовая электроника и нелинейная оптика. В настоящее время невозможнопредставить ни современные фундаментальные исследования, ни решение техническихи технологических задач без использования лазеров.

Лазеры — это генераторы иусилители когерентного излучения в оптическом диапазоне, действие которыхосновано на индуцированном (вызванном полем световой волны) излучении квантовыхсистем — атомов, ионов, молекул, находящихся в состояниях, существенно отличныхот термодинамического равновесия. Лазеры, как и мазеры, генераторы и усилителиСВЧ диапазона, называют еще квантовыми генераторами (усилителями), посколькуповедение участвующих в их работе частиц описывается законами квантовоймеханики. Принципиальным отличием лазеров от всех других источников света(тепловых, газоразрядных и др.), представляющих собой по сути дела источникиоптического шума, является высокая степень когерентности лазерного излучения. Ссозданием лазеров в оптическом диапазоне появились источники излучения,аналогичные привычным в радиодиапазоне генераторам когерентных сигналов,способные успешно использоваться для целей связи и передачи информации, а помногим своим свойствам — направленности излучения, полосе передаваемых частот,низкому уровню шумов, концентрации энергии во времени и т.д. — превосходящиеклассические устройства радиодиапазона.

ГЛАВА I. Лазер.История создания. Принцип действия.

особенности лазерного излучения.

1.1

История создания лазера

Слово «лазер» составлено изначальных букв в английском словосочетании Light AmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation, что впереводе на русский язык означает: усиление света посредством вынужденногоиспускания. Таким образом, в самом термине лазер отражена такфундаментальная роль процессов вынужденного испускания, которую они играют вгенераторах и усилителях когерентного света. Поэтому историю создания лазераследует начинать с 1917 г., когда Альберт Эйнштейн впервые ввел представление овынужденном испускании.

Этобыл первый шаг на пути к лазеру. Следующий шаг сделал советский физик В. А.Фабрикант, указавший в 1939 г. на возможность использования вынужденногоиспускания для усиления электромагнитного излучения при его прохождении черезвещество. Идея, высказанная В. А. Фабрикантом, предполагала использованиемикросистем с инверсной заселенностью уровней. Позднее, после окончания ВеликойОтечественной войны В. А. Фабрикант вернулся к этой идее и на основе своихисследований подал в 1951 г. заявку на изобретения способа усиления излученияпри помощи вынужденного испускания. На эту заявку было выдано свидетельство, вкотором под рубрикой «Предмет изобретения» было написано:«Способ усиления электромагнитных излучений (ультрафиолетового, видимого,инфракрасного и радиодиапазонов волн), отличающейся тем, что усиливаемоеизлучение пропускают через среду, в которой с помощью вспомогательного излученияили другим путем создают избыточною по сравнению с равновесной концентрациюатомов, других частиц или их систем на верхних энергетических уровнях,соответствующих возбужденным состояниями».

Первоначально этот способ усиления излученияоказался реализованным в радиодиапазоне, а точнее в диапазоне сверхвысокихчастот. В мае 1952 г. на Общесоюзной конференции по радиоспектроскопиисоветские физики Н. Г. Басов и А. М. Прохоров сделали доклад о принципиальнойвозможности создания усилителя излучения в СВЧ диапазоне. Они назвали его«молекулярным генератором». Практически одновременно предложение обиспользовании вынужденного испускания для усиления и генерированиямиллиметровых волн было высказано в Колумбийском университете в США американскимфизиком Ч. Таунсом.

В 1954г. молекулярный генератор, названный вскоре мазером, стал реальностью. Он былразработан и создан независимо и одновременно в двух точках земного шара — вФизическом институте имени П. Н. Лебедева Академии наук СССР и в КолумбийскомУниверситете в США.

Впоследствии от термина «мазер» ипроизошел термин «лазер» в результате замены буквы «М»(начальная буква слова Microwave — микроволновой) буквой "L"(начальная буква слова Light — свет). Воснове работы, как мазера, так и лазера лежит один и тот же принцип — принцип,сформулированный. В. А. Фабрикантом. Появление мазера означало, что родилосьновое направление в науке и технике. Вначале его называли квантовойрадиофизикой, а позднее стали называть квантовой электроникой.

В1955 г. Н. Г. Басов и А. М. Прохоров обосновали применение метода оптическойнакачки для создания инверсной заселенности уровней. В 1957 г. Н. Г. Басоввыдвинул идею использования полупроводников для создания квантовых генераторов;при этом он предложил использовать в качестве резонатора специальнообработанные поверхности самого образца. В том же году В. А. Фабрикант и Ф. А.Бутаева наблюдали эффект оптического квантового усиления в опытах сэлектрическим разрядом в смеси паров ртути и небольших количествах водорода игелия. В 1958 г. А. М. Прохоров и независимо от него американский физик Ч.Таунс теоретически обосновали возможность применения явления вынужденногоиспускания в оптическом диапазоне; он выдвинули идею применения в оптическомдиапазоне не объемных, а открытых резонаторов. Заметим, что конструктивнооткрытый резонатор отличается от объемного тем, что убраны боковые проводящиестенки и линейные размеры резонатора выбраны большими по сравнению с длиннойволны излучения.

Такимобразом, интенсивные теоретические и экспериментальные исследования в СССР иСША вплотную подвели ученых в самом конце 50-х годов к созданию лазера. Успехвыпал на долю американского физика Т. Меймана. В 1960 г. в двух научныхжурналах появилось его сообщение о том, что ему удалось получить на рубинегенерацию излучения в оптическом диапазоне. Так мир узнал о рождении первого «оптического мазера» — лазера нарубине. Первый образец лазера выглядел достаточно скромно:маленький рубиновый кубик (1x1x1 см), две противоположные грани которого, имелисеребряное покрытие (эти грани играли роль зеркала резонатора), периодическиоблучались зеленым светом от лампы-вспышки высокой мощности, которая змеейохватывала рубиновый кубик. Генерируемое излучение в виде красных световых импульсовиспускалось через небольшое отверстие в одной из посеребренных граней кубика.

В томже 1960 г. американскими физиками А. Джавану, В. Беннету, Э. Эрриоту удалосьполучить генерацию оптического излучения в электрическом разряде в смеси гелияи неона. Так родился первый газовый лазер, появление которого было фактическиподготовлено экспериментальными исследованиями В. А. Фабриканта и Ф. А.Бутаевой, выполненными в 1957 г.

Начиная с 1961 г., лазеры разных типов(твердотельные и газовые) занимают прочное место в оптических лабораториях.Осваиваются новые активные среды, разрабатывается и совершенствуется технологияизготовления лазеров. В 1962-1963 гг. в СССР и США одновременно создаютсяпервые полупроводниковые лазеры.

1.2

Принцип действия лазеров

Чтобы понять принцип работы лазера, нужно более внимательно изучитьпроцессы поглощения и излучения атомами квантов света. Атом может находиться вразличных энергетических состояниях с энергиями E1,E2 и т. д. В теории Бора эти состоянияназываются стабильными. На самом деле стабильным состоянием, в котором атомможет находиться бесконечно долго в отсутствие внешних возмущений, являетсятолько состояние с наименьшей энергией. Это состояние называют основным. Вседругие состояния нестабильны. Возбужденный атом может пребывать в этих состояниях лишь очень короткоевремя, порядка 10–8 с, после этого он самопроизвольно переходитв одно из низших состояний, испуская квант света, частоту которого можноопределить из второго постулата Бора. Излучение, испускаемое присамопроизвольном переходе атома из одного состояния в другое, называют спонтанным. Нанекоторых энергетических уровнях атом может пребывать значительно большеевремя, порядка 10–3 с. Такие уровни называются метастабильными.Переход атома в более высокое энергетическое состояние может происходить прирезонансном поглощении фотона, энергия которого равна разности энергий атома вконечном и начальном состояниях. Переходы между энергетическими уровнями атомане обязательно связаны с поглощением или испусканием фотонов. Атом можетприобрести или отдать часть своей энергии и перейти в другое квантовоесостояние в результате взаимодействия с другими атомами или столкновений сэлектронами. Такие переходы называются безизлучательными. В 1916 году А.Эйнштейн предсказал, что переход электрона в атоме с верхнегоэнергетического уровня на нижний может происходить под влиянием внешнегоэлектромагнитного поля, частота которого равна собственной частоте перехода.Возникающее при этом излучение называют вынужденным или индуцированным. Вынужденное излучениеобладает удивительным свойством. Оно резко отличается от спонтанного излучения.В результате взаимодействия возбужденного атома с фотоном атом испускает ещеодин фотон той же самой частоты, распространяющийся в том же направлении. Наязыке волновой теории это означает, что атом излучает электромагнитную волну, укоторой частота, фаза, поляризация и направление распространения точно такиеже, как и у первоначальной волны. В результате вынужденного испускания фотоновамплитуда волны, распространяющейся в среде, возрастает. С точки зренияквантовой теории, в результате взаимодействия возбужденного атома с фотоном,частота которого равна частоте перехода, появляются два совершенно одинаковыхфотона-близнеца. Именно индуцированное излучение является физической основойработы лазеров.

На рис. 1 схематически представлены возможные механизмы переходовмежду двумя энергетическими состояниями атома с поглощением или испусканиемкванта.

Рисунок 1.

Условное изображение процессов (a) поглощения, (b) спонтанного испускания и (c) индуцированного испускания кванта.

Рассмотримслой прозрачного вещества, атомы которого могут находиться в состояниях сэнергиями E1 и E2 > E1. Пусть в этом слое распространяется излучениерезонансной частоты перехода ν = ΔE / h. Согласно распределению Больцмана, при термодинамическомравновесии большее количество атомов вещества будет находиться в нижнемэнергетическом состоянии. Некоторая часть атомов будет находиться и в верхнемэнергетическом состоянии, получая необходимую энергию при столкновениях сдругими атомами. Обозначим населенности нижнего и верхнего уровнейсоответственно через n1 и n2 < n1. При распространении резонансного излучения втакой среде будут происходить все три процесса, изображенные на рис. 1.Эйнштейн показал, что процесс (a) поглощения фотона невозбужденным атомом ипроцесс (c) индуцированного испускания кванта возбужденным атомом имеютодинаковые вероятности. Так как n2 < n1 поглощение фотонов будет происходить чаще, чеминдуцированное испускание. В результате прошедшее через слой вещества излучениебудет ослабляться. Это явление напоминает появление темных фраунгоферовских линий в спектресолнечного излучения. Излучение, возникающее в результате спонтанных переходов,некогерентно и распространяется во всевозможных направлениях и не дает вклада впроходящую волну.Чтобы проходящая через слой вещества волна усиливалась, нужноискусственно создать условия, при которых n2 > n1, т. е. создать инверсную населенность уровней. Такаясреда является термодинамически неравновесной. Идея использования неравновесныхсред для получения оптического усиления впервые была высказана В. А.Фабрикантом в 1940 году. В 1954 году русские физики Н. Г. Басов и А.М. Прохоров и независимо от них американский ученый Ч. Таунс использовалиявление индуцированного испускания для создания микроволнового генераторарадиоволн с длиной волны λ = 1,27 см. За разработку новогопринципа усиления и генерации радиоволн в 1964 году все трое былиудостоены Нобелевской премии. Среда, в которой создана инверсная населенностьуровней, называется активной.Она может служить резонансным усилителем светового сигнала. Для того, чтобывозникала генерация света, необходимо использовать обратную связь. Для этогоактивную среду нужно расположить между двумя высококачественными зеркалами,отражающими свет строго назад, чтобы он многократно прошел через активнуюсреду, вызывая лавинообразный процесс индуцированной эмиссии когерентныхфотонов. При этом в среде должна поддерживаться инверсная населенность уровней.Этот процесс в лазерной физике принято называть накачкой. Началолавинообразному процессу в такой системе при определенных условиях можетположить случайный спонтанный акт, при котором возникает излучение,направленное вдоль оси системы. Через некоторое время в такой системе возникаетстационарный режим генерации. Это и есть лазер. Лазерное излучение выводитсянаружу через одно (или оба) из зеркал, обладающее частичной прозрачностью. На рис. 2схематически представлено развитие лавинообразного процесса в лазере.

Рисунок 2.

Развитие лавинообразного процесса генерации в лазере.

1.3

Особенности лазерногоизлучения

Лазерныеисточники света обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с другимиисточниками света:

1. Лазерыспособны создавать пучки света с очень малым углом расхождения (около 10-5рад).

2. Свет лазераобладает исключительной монохроматичностью. В отличие от обычных источников света, атомы которыхизлучают свет независимо друг от друга,в лазерах атомы излучают свет согласованно. Поэтому фаза волны не испытывает нерегулярных изменений.

3. Лазеры являются самыми мощными источниками света. Вузком интервале спектра кратковременно (в течение промежутка времени продолжительностью порядка 10-13с) у некоторых типов лазеров достигается мощность излучения 1017Вт/см2

1.4

Классификация лазеров

Классификация лазеров производиться с учетом как типаактивной среды, так и способа ее возбуждения ( способа накачки ). По способунакачки следует, прежде всего, выделить два способа – оптическую накачку инакачку с использованием самостоятельного электрического разряда. Оптическаянакачка имеет универсальный характер. Она применяется для возбуждения самыхразличных активных сред – диэлектрических кристаллов, стекол, полупроводников,жидкостей, газовых смесей. Оптическое возбуждение может использоваться так жекак составной элемент некоторых других способов накачки. Накачка сиспользованием самостоятельного электрического разряда применяется вразряженных газообразных активных средах – при давлении 1….10 мм рт. ст. Соответствующие типы лазеров объединяютобщим термином газоразрядные лазеры.

Классификация лазеров по активной среде и областиприменения:

Газовыелазеры

Гелий-неоновые лазеры (HeNe) (543 нм, 632,8 нм, 1,15нм, 3,39 нм)

Аргоновые лазеры (458 нм, 488 нм или 514,5 нм)

Лазеры на углекислом газе (9,6 мкм и 10,6 мкм)используются в промышленности для резки и сварки материалов, имеют мощность до100 кВт

Лазеры на монооксиде углерода. Требуют дополнительногоохлаждения, однако имеют большую мощность — до 500 кВт

Эксимерные газовые лазеры, дающие ультрафиолетовоеизлучение. Используются при производстве микросхем(фотолитография) и вустановках коррекции зрения. F2 (157 нм), ArF (193 нм), KrCl (222 нм), KrF (248нм), XeCl (308 нм), XeF (351 нм)

Твердотельныелазеры

рубиновые (694 нм), александритовые (755 нм), массивыимпульсных диодов (810 нм), Nd:YAG (1064 нм), Ho:YAG (2090 нм), Er:YAG (2940нм). Используются в медицине.

Алюмо-иттриевые твердотельные лазеры с неодимовымлегированием (Nd:YAG) — инфракрасные лазеры большой мощности, используемые дляточной резки, сварки и маркировки изделий из металлов и других материалов

Кристаллические лазеры с иттербиевым легированием,такие как Yb:YAG, Yb:KGW, Yb:KYW, Yb:SYS, Yb:BOYS, Yb:CaF2, или на основеиттербиевого стекловолокна; обычно работают в диапазоне 1020—1050 нм;потенциально самые высокоэффективные благодаря малому квантовому дефекту;наибольшая мощность сверхкоротких импульсов достигнута на Yb:YAG-лазере.Волоконные лазеры с иттербиевым легированием обладают рекордной непрерывноймощностью среди твердотельных лазеров (десятки киловатт)

алюмо-иттриевые с эрбиевым легированием, 1645 нм

алюмо-иттриевые с тулиевым легированием, 2015 нм

алюмо-иттриевые с гольмиевым легированием, 2096 нм,Эффективный ИК-лазер, излучение поглощается влажными материалами толщиной менее1 мм. Обычно работает в импульсном режиме и используется в медицине.

Титан-сапфировые лазеры. Хорошо перестраиваемый подлине волны инфракарасный лазер, используемый для генерации сверхкороткихимпульсов и в спектроскопии

Лазеры на эрбиевом стекле, изготавливаются изспециального оптоволокна и используются как усилители в оптических линияхсвязи.

Микрочиповые лазеры. Компактные интегрированныеимпульсные твердотельные лазеры, наиболее широко используются в сверхъяркихлазерных указках

Полупроводниковыелазерные диоды

Самый распространенный тип лазеров: используются влазерных указках, лазерных принтерах, телекоммуникациях и оптических носителяхинформации(CD/DVD). Мощные лазерные диоды используются для накачки современныхтвердотельных лазеров.

Лазеры с внешним резонатором (External-cavity lasers),используются для создания этиловом

Лазеры с квантовым каскадом спирте или этиленгликоле.Позволяют осуществлять пререстройку длины волны излучения в диапазоне от 350 нмдо 850 нм (в зависимости от типа красителя). Применение — спектроскопия,медицина (в т.ч. фотодинамическая терапия), фотохимия. высокоэнергетическихимпульсов

Лазеры на красителях Тип лазеров, использующий вкачестве активной среды раствор органических красителей

Лазеры на свободных электронах

Расшифровка обозначений

YAG — алюмо-иттриевый гранат

KGW — калий-гадолиниевый вольфрамат

YLF —фторид иттрия-лития

2. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЛАЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА

На режимах, не вызывающихразрушения материала, реализуются различные процессы лазерной поверхностнойобработки. В основе этих процессов лежат необычные структурные и фазовыеизменения в материале, возникающие вследствие сверхвысоких скоростей егонагрева и последующего охлаждения в условиях лазерного облучения. Важную рольпри этом играют возможность насыщения поверхностного слоя элементами окружающейсреды, рост плотности дислокаций в зоне облучения и другие эффекты.

2.1. Виды поверхностной лазернойобработки

В зависимости отстепени развития указанных явлений в материале различают несколько видов поверхностной лазерной обработки (табл. 1),возможность реализации которых определяется основном уровнем плотности мощности излучения.

Упрочнение без фазового перехода предполагаетструктурные изменения в материале приуровне плотности мощности излучения, не приводящем к расплавлению облученной зоны.При этом виде обработки сохраняется исходная шероховатостьобрабатывающей поверхности. Быстрый локальный нагрев поверхности и последующееохлаждение за счет теплоотвода в массив материала приводят к образованию вповерхностном слое стали специфической высоко-дисперсной, слаботравящейся,дезориентированной в пространстве структуры, имеющей микротвердость, в 2—4 разапревышающую микротвердость основы (матрицы). При малых плотностях мощности,скоростях нагрева и охлаждения, не превышающих критических значений, можетбыть реализован режим отжига (отпуска) ранее закаленных материалов. Необходимостьтакой операции возникает, например, при изготовлении листовых пружин,отбортовке краев обоймы подшипника и т. п.Упрочнение с фазовымпереходом предполагает плавление материала в облученной зоне. Этот вид упрочнениятребует более высокой плотности мощностиизлучения, что позволяет добиться значительных глубин упрочненногослоя. Поверхность этого слоя имеет характерное для закалки из жидкогосостоянии дендритное строение. Затем идет ЗТВ, а между ней и материалом основырасположена переходная зона. При данном виде поверхностной обработки,естественно, нарушается исходная шероховатость, что тре<img src="/cache/referats/25630/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1034">бует введения в технологический процесс изготовленияизделия дополнительной финишной операции (шлифования).

При реализации рассмотренныхвидов обработки не требуется специальной среды, процесс проводится на воздухе.При этом возможна частичная диффузия составляющих воздуха в облученную зону.

При следующем видеповерхностной обработки — лазерном легированиидля насыщения поверхностного слоя легирующими элементами требуется специальнаясреда (газообразная, жидкостная, твердая). В результате на обрабатываемойповерхности образуется новый сплав, отличный по составу и структуре отматричного материала.

Виды поверхностной лазерной обработки Таблица1

Вид обработки

плотность мощности

1 см2

скорость охлаждения

глубина ЗТВ, мм

Упрочнение без фазового

перехода

103-104

104-105

0,2-0,5

Лазерный отжиг (отпуск)

102-103

0.05-0,1

упрочнение с фазовым

переходом

104-105

105-106

1,2- З.0

лазерное легирование

104-106

0,2-2,0

Лазерная наплавка (напыление)

104-106

0,02-3,0

Амортизация поверхности

106-108

104106

0,01-0,05

шоковое упрочнение

104-106

0,02-0,2

Лазерная наплавка (напыление)позволяет нанести па поверхность обрабатываемого материала слой другогоматериала, улучшающий эксплуатационные характеристики основного.

Новая разновидность лазерногоупрочнения — аморфизация поверхности сплава в условиях скоростного облучения(очень коротким импульсом или сканирующим лучом). Сверхвысокие скороститеплоотвода, достигаемые при этом, обеспечивают своеобразное «замораживание»расплава, образование металлических стекол (метгласса) или аморфного состоянияповерхностного слоя. В результате достигаются высокая твердость, коррозионнаястойкость, улучшенные магнитные характеристики и другие специфическиесвойства материала. Процесс лазерной аморфизации можно осуществить приобработке сплавов специальных составов (в том числе и на основе железа), атакже других материалов, предварительно покрытых специальными составами,которые самостоятельно или совместно с матричным материалом склонны к аморфизации.

Шоковое упрочнение имеет местопри воздействии на материал мощного импульса излучения наносскундной длительности.Предварительно на материал наносится тонкий слой легкоплавкого металла.Воздействие мощного импульса вызывает взрывообразное испарение легкоплавкогометалла, что приводит к возникновению импульса отдачи, в свою очередьгенерирующего мощную ударную волну в материале. В результате происходитпластическое деформирование материала, а при нагреве поверхностного слоя-— исоответствующие изменения в структуре. Первые четыре вида поверхностнойлазерной обработки к настоящему времени получили наибольшее распространение.Для практической реализации аморфизации и шокового упрочнения требуютсядополнительные исследования. Все эти виды обработки можно осуществить с помощьюкак импульсного, так и непрерывного излучения, причем упрочнение без фазовогоперехода более пригодно для прецизионнойобработки поверхностей сравнительно небольших размеров,производительность процесса ограничивается сравнительно невысокой частотойследования импульсов выпускаемого оборудования. Непрерывное излучение позволяетпроизводить обработку с высокой производительностью поверхностей большихразмеров.

2.2. Обработка импульснымизлучением

При фокусировании излучениясферической оптикой облученная. зона в плане имеет вид круга диаметром D. Тогда вслучае однокоординатной (линейной) обработки скорость упрочнения определяетсяиз выражения

, где Dдлина участка упрочнения; t-времяобработки; п -число импульсов; K0—коэффициент перекрытия; f— частота следования импульсов.

При двух координатной обработкеодними из основных параметров является шаг sотносительного перемещения по оси х и шаг s' перемещенияпо оси у. От соотношения этих шагов и диаметра зоны облучения зависятстепень заполнения (упаковки) профиля, эффективность процесса. Обработка можетбыть реализована по одной из четырех схем (табл. 2). Эффективность обработкипо схеме характеризуется коэффициентом использования импульсов Ки,который определяется из соотношения

где F' — площадь облученной поверхности.

Производительность процесса двухкоординатной обработки

Это выражение может быть использовано дляориентировочной оценки производительности, так как реальные условия вносят своикоррективы. Например, при D= 4 мм, Ки—0,74(см. табл. 4, схема 3) и f=1 Гц производительность упрочнения составит 550 мм2/мин.

Ктехнологическим характеристикам упрочнения импульсным излучением относятся размерные параметры (диаметрединичной зоны упрочнения, ширина линейного упрочнения, глубина упрочненнойзоны), степень упрочнения (микротвердость), шероховатость обработаннойповерхности и др. Па

еще рефераты

Еще работы по физике

Расщепление энергетических уровней атома водорода в электрическом поле

29 Августа 2013

Реферат по физике

Построение волновых функций для атома и молекулы, используя пакет аналитических вычислений Maple

29 Августа 2013

Реферат по физике

Сравнительный анализ методик преобразований Галилея в курсе общей физики и в курсе элементарной физики

29 Августа 2013