RU2025244C1 - Method of gas laser cutting - Google Patents

Method of gas laser cutting Download PDF

Info

Publication number
RU2025244C1
RU2025244C1 SU4931540A RU2025244C1 RU 2025244 C1 RU2025244 C1 RU 2025244C1 SU 4931540 A SU4931540 A SU 4931540A RU 2025244 C1 RU2025244 C1 RU 2025244C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wave
short
laser
long
directed
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ф.К. Смородин
Original Assignee
Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева filed Critical Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority to SU4931540 priority Critical patent/RU2025244C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2025244C1 publication Critical patent/RU2025244C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: manufacturing process with use of laser. SUBSTANCE: method comprises steps of directing at an initial time moment to a cutting zone a short-wave laser beam, then coaxially with it directing a circular beam of a long-wave laser with simultaneous supply of an active gas, controlling intensity value of irradiation power in dependance upon a ratio of power values and diameters of beam focal spots. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области резки и обработки материалов лучом лазера, а конкретно к способам интенсификации процесса газолазерной резки. The invention relates to the field of cutting and processing of materials with a laser beam, and specifically to methods for intensifying the gas laser cutting process.

Известен способ резки материала лучом лазера, в котором обработку ведут двумя совмещенными лучами лазера. A known method of cutting material with a laser beam, in which the processing is carried out by two combined laser beams.

Известен способ газолазерной обработки, принятый за прототип, в котором обработку ведут двумя лучами с разной длиной волны. A known method of gas laser processing, adopted as a prototype, in which the processing is carried out by two rays with different wavelengths.

Цель изобретения - интенсификация процесса и снижение энергозатрат. The purpose of the invention is the intensification of the process and the reduction of energy consumption.

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:

Figure 00000001
=
Figure 00000002
≅ 1 где: Рλ1, Рλ2 - мощности, соответственно коротковолнового и длинноволнового лазеров,
d λ1 - диаметр фокального пятна коротковолнового луча,
dвн, dнар - соответственно внутренний и наружный диаметры кольцевого фокального пятна длинноволнового луча.This goal is achieved by the fact that in the method of gas-laser cutting, in which two laser beams with different wavelengths are directed into the cut zone, they are focused on the treated surface and the active process gas is supplied, first a short-wave beam is directed into the cut zone, it is focused on the processed surface in the form of a continuous spot, the long-wave beam is directed coaxially to the short-wave and focus around its spot in the form of a ring. Wherein:
Figure 00000001
=
Figure 00000002
≅ 1 where: Рλ 1 , Рλ 2 - power, respectively, of short-wave and long-wave lasers,
d λ 1 - the diameter of the focal spot of the short-wave beam,
d vn , d nar - respectively, the inner and outer diameters of the annular focal spot of the long-wave beam.

Коротковолновый луч в зону реза направляют импульсно. A short-wave beam is guided into the cutting zone in a pulsed manner.

На чертеже представлена установка для осуществления способа газолазерной резки, разрез. The drawing shows the installation for implementing the method of gas laser cutting, section.

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. The installation contains two laser radiation generators — short-wave 1 and long-wave 2 — with an annular output beam, a gas-laser head 3 with nozzles 4, an active process gas supply system 5. The optical system of the long-wave laser 2 contains an annular reflective rotary mirror 6, a two-mirror focusing lens 7 with ring reflecting mirrors 8 and 9. The optical system of the short-wave laser 1 contains a flat rotary mirror 10, the optical axis of which is directed to the reflecting mirror 11, installed inside and along the axis of the annular reflective rotary mirror 6. The optical axes of the mirrors 6 and 11 coincide with the axis of the nozzle 4 of the gas-laser head 3. The focusing lens 12 of the short-wave laser is mounted inside the two-mirror focusing lens 7 of the long-wave laser 2 in the housing 13 with the possibility of axial movement by means of a threaded connection.

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. The installation works as follows. The gas-laser head 3 is installed in the cutting zone. The laser beam of the short-wave laser 1 is directed to a reflecting flat rotary mirror 11, and from it the beam is directed to the lens 7 to the focusing lens 12 and through the nozzle 4 to the cutting surface 14. The beam of the short-wave laser 1 oxidizes the material at the initial moment of cutting and thus prepares it for further cutting. Then turn on the long-wave laser 2. The laser ring beam is directed to the mirror 6 and from it to the focusing lens 7, in which the beam is reflected by the ring mirrors 8 and 9 and is directed through the nozzle 4 to the section removable surface 14. At the same time, active process gas is supplied from system 5. By adjusting the radiation power density of lasers 1 and 2, a predetermined total radiation profile is created.

Claims (2)

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
Figure 00000003
=
Figure 00000004
≅ 1 ,
где Pλ1 , Pλ2 - мощности соответственно коротковолнового и длиноволнового лазеров;
dλ1 - диаметр фокального пятна коротковолнового луча;
dвн, dнар - соответственно внутренний и наружный диаметры кольцевого фокального пятна длинноволнового луча.1. METHOD OF GAS-LASER CUTTING, in which two laser beams with different wavelengths are directed into the cut zone, focus them on the treated surface and supply active process gas, characterized in that, in order to intensify the process and reduce energy consumption, first, a short-wavelength laser is sent to the cut zone the beam is focused on the surface to be treated as a continuous spot, the long-wave beam is directed coaxially to the short-wave and the spots are focused around it in the form of a ring, while
Figure 00000003
=
Figure 00000004
≅ 1,
where P λ1 , P λ2 are the powers of the short-wave and long-wave lasers, respectively;
d λ1 is the diameter of the focal spot of the short-wave beam;
d vn , d nar - respectively, the inner and outer diameters of the annular focal spot of the long-wave beam. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коротковолновый луч в зону реза направляют импульсно. 2. The method according to claim 1, characterized in that the short-wave beam in the cutting zone is directed pulse.
SU4931540 1991-04-24 1991-04-24 Method of gas laser cutting RU2025244C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4931540 RU2025244C1 (en) 1991-04-24 1991-04-24 Method of gas laser cutting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4931540 RU2025244C1 (en) 1991-04-24 1991-04-24 Method of gas laser cutting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2025244C1 true RU2025244C1 (en) 1994-12-30

Family

ID=21571979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4931540 RU2025244C1 (en) 1991-04-24 1991-04-24 Method of gas laser cutting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2025244C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6590181B2 (en) * 1998-08-26 2003-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Laser cutter apparatus using two laser beams of different wavelengths
US7754999B2 (en) * 2003-05-13 2010-07-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Laser micromachining and methods of same
RU2466842C1 (en) * 2011-05-11 2012-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им.А.Н. Туполева (КГТУ им. А.Н. Туполева) Method of laser gas bonding and plant to this end
RU2641443C2 (en) * 2016-07-01 2018-01-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Method of cutting billet, executed of magnesium or magnesium alloy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Японии N 5417575, кл. B 23K 26/00, 1979. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6590181B2 (en) * 1998-08-26 2003-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Laser cutter apparatus using two laser beams of different wavelengths
US6723952B2 (en) 1998-08-26 2004-04-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Laser cutting apparatus and method
US7754999B2 (en) * 2003-05-13 2010-07-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Laser micromachining and methods of same
RU2466842C1 (en) * 2011-05-11 2012-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им.А.Н. Туполева (КГТУ им. А.Н. Туполева) Method of laser gas bonding and plant to this end
RU2641443C2 (en) * 2016-07-01 2018-01-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Method of cutting billet, executed of magnesium or magnesium alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11235423B2 (en) Laser cladding method and device for implementing same
US5769844A (en) Conventional light-pumped high power system for medical applications
US4475027A (en) Optical beam homogenizer
KR101445986B1 (en) Pulsed laser machining method and pulsed laser machining equipment, in particular for welding, with variation of the power of each laser pulse
CA1245296A (en) Ring of light laser optics system
EP0633482B1 (en) Reflectance reduction of glass waveguide ends by partial vaporizing using laser
CN109996640B (en) Laser system and method for processing materials
US3972599A (en) Method and apparatus for focussing laser beams
GB2175737A (en) Laser material processing
RU2025244C1 (en) Method of gas laser cutting
RU2383416C1 (en) Device for laser processing of materials
JPH01245992A (en) Multiwavelength laser beam machine
AU673982B2 (en) Lights-pumped high power medical system
JPS62289390A (en) Laser beam machine
RU2466842C1 (en) Method of laser gas bonding and plant to this end
CN111601676A (en) Laser system and method for processing materials
JPH0371991A (en) Laser beam machining method
JPH05131287A (en) Method for inputting cw carbon dioxide laser beams for combination
RU2067040C1 (en) Apparatus for laser welding of materials (its variants)
JP2003528727A (en) Laser processing equipment for materials
RU4092U1 (en) LASER DEVICE FOR LOW-MODE RADIATION FOR THERMAL PROCESSING OF MATERIALS
GB2261296A (en) Dual wavelength laser beam delivery system
Henning et al. Beam shaping for laser materials processing with non-rotationally symmetric optical elements
JP3177775B2 (en) Photosynthesis method and synthetic emission optical system
JPH0466288A (en) Laser beam machine