RU2459690C1 - Способ лазерного раскроя металлического листового материала - Google Patents
Способ лазерного раскроя металлического листового материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459690C1 RU2459690C1 RU2011101512/02A RU2011101512A RU2459690C1 RU 2459690 C1 RU2459690 C1 RU 2459690C1 RU 2011101512/02 A RU2011101512/02 A RU 2011101512/02A RU 2011101512 A RU2011101512 A RU 2011101512A RU 2459690 C1 RU2459690 C1 RU 2459690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser beam
- cutting
- nozzle
- inert gas
- laser
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Способ предназначен для лазерного раскроя металлических листовых материалов и может быть использован в атомной технике и в других отраслях машиностроения. Технический результат - повышение производительности процесса при одновременном повышении качества реза и предотвращении коррозионных процессов в металле листового материала как во время раскроя, так и при дальнейшей эксплуатации. Способ включает направление на материал сфокусированного лазерного луча с одновременной подачей в зону раскроя защитного инертного газа. Инертный газ подают через сопло с давлением на выходе из него не менее 3,5·10-5 МПа. При этом используют лазерный луч с длиной волны излучения 1,06-1,07 мкм, который направляют через упомянутое сопло соосно его продольной оси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области металлообработки, а именно к способам и устройствам для лазерного раскроя металлических листовых материалов, и может быть использовано в атомной технике, а также в других отраслях промышленности.
При проведении лазерного раскроя листового материала, металл которого при нагреве интенсивно взаимодействует с кислородом воздуха, происходит снижение его возможностей противостояния коррозионным процессам. Эти коррозионные процессы проходят как во время самого раскроя, так и при дальнейшей эксплуатации изделий, полученных из раскроенного листового материала.
Известен способ лазерной обработки (перфорации) деталей, включающий направление на деталь сфокусированного лазерного луча с одновременной подачей в зону раскроя защитного инертного газа через сопло, расположенное под углом к обратной поверхности детали (SU 1515551, опубликовано 20.07.06). Защитный газ предназначен для удаления технологических отходов и не обеспечивает защиту металла от взаимодействия с кислородом.
Известен также способ для лазерной резки металлических материалов (см. JP 2000202678 А, опуб. 25.07.2000), включающий направление на материал сфокусированного лазерного луча с одновременной подачей в зону резки вспомогательного газа кислорода и с подачей через кольцевое сопло экранирующего инертного газа для обеспечения чистоты кислорода кислородом воздуха.
В известном газе также не обеспечена защита металла от кислорода воздуха, поскольку кислород используется в качестве вспомогательного газа.
Наиболее близким к предложенному является способ лазерной обработки материалов, заключающийся в направлении на материал сфокусированного лазерного луча и одновременной подаче в зону раскроя защитного газа, через трубчатое зеркало, соосное продольной оси лазерного луча (см. JP 2020682 А, опуб. 24.01.1990).
Известный способ предназначен преимущественно для обработки поверхности различных материалов, в том числе вырезание материала на поверхности, но не раскроя листового металлического материала. Поэтому не решается проблема коррозионной стойкости металла.
Задачей заявленного изобретения является создание способа для лазерного раскроя листового металлического материала, который исключает снижение коррозионной стойкости металла из-за его взаимодействия с кислородом.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении защиты металла от воздействия кислорода и исключении снижения коррозионной стойкости металла при осуществлении лазерного раскроя металлического листового материала без использования вспомогательных режущих газов.
Указанный технический результат достигается в способе лазерного раскроя металлического листового материала, заключающемся в направлении на материал сфокусированного лазерного луча и одновременной подаче в зону раскроя защитного инертного газа через сопло, соосное продольной оси лазерного луча, давление на выходе из сопла поддерживают не менее 3,5·10-5 МПа, при этом используют лазерный луч с длиной волны излучения 1,06-1,07 мкм.
В качестве инертного газа используют предпочтительно аргон.
Для сокращения подготовительных операций при раскрое листовых материалов применено совмещение оси лазерного луча и оси сопла подачи инертного газа. Инертный газ подводят к соплу через патрубок, соединенный с камерой для инертного газа, на выходе которой установлено упомянутое сопло. Указанные приемы в сочетании обеспечивают не только обволакивающую защиту металла инертным газом при выполнении высокотемпературной операции раскроя, но и также позволяют быстро охладить разделенные части листового материала, что практически исключает снижение возможности металлического материала противостоять коррозионным процессам как во время проведения самого раскроя, так и при дальнейшей эксплуатации изделий, полученных с использованием лазерного раскроя. Давление газа на выходе из сопла поддерживается на уровне не ниже 3,5×10-5 МПа. При этом используется лазерное излучение с длиной волны 1,06-1,07 мкм. Это способствует снижению склонности материала к коррозионным процессам.
На фиг.1 схематично показано устройство для реализации предложенного способа лазерного раскроя. Устройство включает блок 1 лазерного излучения, средство 2 фокусировки лазерного луча, расположенное на входе в камеру 3 для инертного газа. На выходе камеры 3 установлено сопло 4, предпочтительно конической формы, для подачи инертного газа в зону 5 раскроя. Камера 3 также снабжена патрубком 6 для подвода в нее инертного газа. При этом ось лазерного луча 8, формируемого средством 2, и продольная ось сопла 4 совмещены друг с другом.
Способ осуществляется следующим образом.
В блоке 1 формируется лазерный луч 8, который фокусируется средством 2 и направляется через камеру 3 на обрабатываемый листовой металлический материал 7 в зону раскроя 5. Через патрубок 6 в камеру 3 вводят инертный газ (например, аргон), который через сопло 4 также подается в зону раскроя 5, охлаждая и обволакивая разделенные части листового материала, сдувая при этом продукты окисления и образующийся грат. Давление газа на выходе из сопла поддерживают на уровне не ниже 3,5×10-5 МПа. Кроме того, для полного исключения возникновения склонности материала к последующему развитию коррозионных процессов во время эксплуатации изделий, полученных из раскроенных заготовок, длина волны лазерного излучения выдерживается в пределах 1,06-1,07 мкм. При этом в процессе раскроя блок 1 перемещается в плоскости, параллельной плоскости расположения листового материала по заданной программе раскроя.
Пример 1
Производили раскрой листового материала из сплава циркония толщиной 0,5 мм. Диаметр лазерного луча составлял 10 мкм (~10 величин длины волны излучения), длина волны излучения 1,06…1,07 мкм, использовался инертный газ аргон, давление которого на выходе сопла составляло 7×10-5 МПа. При этом ширина реза составляла 500±50 мкм. После раскроя полученные заготовки имели хорошее качество поверхности кромок и не проявляли склонности к коррозионным процессам при последующей эксплуатации изделий.
Пример 2
Производили раскрой листового материала из сплава циркония толщиной 0,3 мм. Диаметр лазерного луча составлял 10 мкм (~10 величин длины волны излучения), длина волны излучения 1,06…1,07 мкм, использовался инертный газ аргон, давление которого на выходе сопла составляло 4±10-5 МПа. При этом ширина реза составляла 450±50 мкм. После раскроя полученные заготовки имели хорошее качество поверхности кромок и не проявляли склонности к коррозионным процессам при последующей эксплуатации изделий.
Claims (2)
1. Способ лазерного раскроя металлического листового материала, включающий направление на материал сфокусированного лазерного луча с одновременной подачей в зону раскроя защитного инертного газа через сопло, соосное продольной оси лазерного луча, при этом давление на выходе из сопла поддерживают не менее 3,5·10-5 МПа и используют лазерный луч с длиной волны излучения 1,06-1,07 мкм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют аргон.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011101512/02A RU2459690C1 (ru) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Способ лазерного раскроя металлического листового материала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011101512/02A RU2459690C1 (ru) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Способ лазерного раскроя металлического листового материала |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011101512A RU2011101512A (ru) | 2012-07-27 |
| RU2459690C1 true RU2459690C1 (ru) | 2012-08-27 |
Family
ID=46850262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011101512/02A RU2459690C1 (ru) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Способ лазерного раскроя металлического листового материала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459690C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139783C1 (ru) * | 1997-12-30 | 1999-10-20 | Закрытое акционерное общество "ТехноЛазер" | Устройство для лазерной резки |
| JP2000202678A (ja) * | 1999-01-12 | 2000-07-25 | Nippon Steel Corp | レ―ザ切断用ノズル及びレ―ザ切断装置 |
| JP2000225487A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Nippon Steel Corp | レーザ切断用ノズル及びレーザ切断装置 |
| US20050024743A1 (en) * | 2003-05-22 | 2005-02-03 | Frederic Camy-Peyret | Focusing optic for laser cutting |
-
2011
- 2011-01-17 RU RU2011101512/02A patent/RU2459690C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2139783C1 (ru) * | 1997-12-30 | 1999-10-20 | Закрытое акционерное общество "ТехноЛазер" | Устройство для лазерной резки |
| JP2000202678A (ja) * | 1999-01-12 | 2000-07-25 | Nippon Steel Corp | レ―ザ切断用ノズル及びレ―ザ切断装置 |
| JP2000225487A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Nippon Steel Corp | レーザ切断用ノズル及びレーザ切断装置 |
| US20050024743A1 (en) * | 2003-05-22 | 2005-02-03 | Frederic Camy-Peyret | Focusing optic for laser cutting |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРИГОРЬЯНЦ А.Г. И ДР. Лазерная резка металлов. - М.: Высшая школа, 1988, с.65. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011101512A (ru) | 2012-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Optimization of deep penetration laser welding of thick stainless steel with a 10 kW fiber laser | |
| RU2580180C2 (ru) | Способ лазерной наплавки и устройство для его осуществления | |
| Casalino et al. | Study on arc and laser powers in the hybrid welding of AA5754 Al-alloy | |
| JP5165573B2 (ja) | レーザー切断／溶接のための方法及び装置 | |
| US9956648B2 (en) | Piercing metal workpieces by a laser beam | |
| JP5276699B2 (ja) | ピアシングを行うレーザ加工方法及びレーザ加工装置 | |
| CN105880833B (zh) | 一种核主泵屏蔽套的激光填丝焊接方法 | |
| JP6190855B2 (ja) | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 | |
| JP2009511273A5 (ru) | ||
| Shin et al. | Cutting performance of thick steel plates up to 150 mm in thickness and large size pipes with a 10-kW fiber laser for dismantling of nuclear facilities | |
| CN114269508A (zh) | 用于借助激光束进行火焰切割的方法 | |
| JP2012192420A (ja) | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 | |
| CN104625432B (zh) | 一种钨钢薄片的激光切割方法及系统 | |
| Zhang et al. | A comparison in laser precision drilling of stainless steel 304 with nanosecond and picosecond laser pulses | |
| Shin et al. | Laser cutting studies on 10–60 mm thick stainless steels with a short focus head for nuclear decommissioning | |
| RU2459690C1 (ru) | Способ лазерного раскроя металлического листового материала | |
| JP2010247213A (ja) | レーザピーニング施工装置及びレーザピーニング施工方法並びに金属材料製品 | |
| RU103773U1 (ru) | Устройство для лазерного раскроя металлического листового материала | |
| JP6348877B2 (ja) | 熱切断装置及び方法 | |
| WO2012091616A1 (ru) | Способ гидроабразивной резки листового металлического материала | |
| Zhang et al. | Optimization of hybrid laser arc welding of 42CrMo steel to suppress pore formation | |
| JP5958894B2 (ja) | レーザ溶接におけるシールドガスの噴出方法 | |
| Rominger | High‐performance laser welding: A comparison of CO2 lasers and high‐brilliance solid‐state lasers | |
| WO2016031546A1 (ja) | レーザ加工ヘッド及びレーザ加工機 | |
| RU2641443C2 (ru) | Способ резки заготовки, выполненной из магния или магниевого сплава |