Установка для лазерной резки

Полезная модель относится к области лазерных технологий, в частности к установкам для лазерной резки материалов, преимущественно нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов больших толщин, и может быть использовано как автономно, так и в составе гибких производственных систем в различных отраслях машиностроения. При импульсно-периодическом режиме работы лампы 2 накачки обеспечивается возможность резки материалов больших толщин при лучшем качестве кромки отрезаемых деталей, чем при непрерывном режиме резки. Лампа 3 накачки работает в непрерывном режиме и нагревает разрезаемый материал до температуры близкой к плавлению. Тем самым, обеспечивая высокое значение коэффициента поглощения импульсного луча, генерируемого второй лампой накачки (поглощение излучения металлом значительно возрастает с увеличением его температуры). Вследствие этого мощность импульсов может быть значительно снижена, а их частота увеличена, обеспечивая возможность повышения скорости резки при сохранении прочих характеристик процесса.

Полезная модель относится к области лазерных технологий, в частности к установкам для лазерной резки материалов, преимущественно нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов больших толщин, и может быть использовано как автономно, так и в составе гибких производственных систем в различных отраслях машиностроения.

Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели является квантовый генератор, содержащий активный элемент, в частности, иттрий алюминиевый гранат (ИАГ) и две (четыре) дуговые лампы накачки, расположенные во взаимно сопряженных эллиптических отражателях, при этом последние функционируют в одинаковых режимах (см. «Оптические квантовые генераторы», Джорж Бирнбаум, изд-во «Советское радио», Москва, 1967 г., стр.135 рис.20).

Известное техническое решение позволяет осуществлять процесс резки металлов и сплавов больших толщин, но для увеличения мощности установки для лазерной резки, требуется увеличение количества ламп накаливания (т.е. чем больше толщина обрабатываемого материала, тем больше требуется ламп накаливания). Однако, на увеличение мощности импульсов накладываются ограничения, связанные с тем, что при превышении некоторого значения мощности на поверхности металла образуется плазма, которая экранирует воздействие лазерного излучения и препятствует расплавлению материала и, собственно, процессу резки.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества и скорости резания, посредством обеспечения генерации комбинированного излучения.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в установке для лазерной резки, содержащей кристалл активного вещества, выполненный, в частности, из иттрий алюминиевого граната и, по - меньшей мере, две дуговые лампы накачки, расположенные во взаимно сопряженных эллиптических отражателях, одна из дуговым ламп выполнена с

возможностью генерации непрерывного излучения, а вторая - выполнена с возможностью генерации импульсного излучения.

Установка для лазерной обработки поясняется чертежами, где на фиг.1 - изображен общий вид.

Установка для лазерной резки содержит кристалл 1 активного вещества, выполненный, в частности, из иттрий алюминиевого граната, и, по - меньшей мере, две дуговые лампы накачки. А именно, лампа 2 накачки, выполненная с возможностью генерации импульсного излучения, и лампа 3 накачки, выполненная с возможностью генерации непрерывного излучения, которые расположены во взаимно сопряженных эллиптических отражателях (на чертеже не показаны). Помимо этого, установка для лазерной резки содержит глухое зеркало 4 резонатора, источник 6 питания лампы 2 накачки и источник 7 питания лампы 3 накачки.

На фиг.1, также схематично показаны потоки излучения, в частности:

- стрелками 8 показан поток излучения лампы 2 накачки;

- стрелками 9 показан поток излучения лампы 3 накачки;

- стрелками 10 показан поток лазера.

Работа установки для лазерной резки осуществляется следующим образом.

При импульсно-периодическом режиме работы лампы 2 накачки обеспечивается возможность резки материалов больших толщин при лучшем качестве кромки отрезаемых деталей, чем при непрерывном режиме резки.

Лампа 3 накачки работает в непрерывном режиме и нагревает разрезаемый материал до температуры близкой к плавлению. Тем самым, обеспечивая высокое значение коэффициента поглощения импульсного луча, генерируемого второй лампой накачки (поглощение излучения металлом значительно возрастает с увеличением его температуры). Вследствие этого мощность импульсов может быть значительно снижена, а их частота увеличена, обеспечивая возможность повышения скорости резки при сохранении прочих характеристик процесса.

Кроме того, заявленное техническое решение позволяет проводить процесс резки с введением в зону реза присадочной проволоки (на чертеже не показана), материал которой позволяет снизить концентрацию тугоплавких окислов в зоне реза, повысить текучесть выдуваемого из зоны реза расплава. В заявленном техническом решении излучение, генерируемое лампой 3

накачки, работающей в непрерывном режиме, обеспечивает расплавление материала присадочной проволоки и позволяет нанести его в зону реза, а импульсное излучение, генерируемое лампой 2 накачки, обеспечивает собственно резку, воздействуя на разрезаемый материал с нанесенным материалом присадочной проволоки.

Испытания заявленной полезной модели на машиностроительных предприятиях показали, что по сравнению с известной установкой (при одинаковой мощности установок) она позволяет обрабатывать изделия больших толщин с большей скоростью резания и получать срез на кромках лучшего качества.

Установка для лазерной резки, содержащая кристалл активного вещества, выполненный, в частности, из иттрийалюминиевого граната и, по меньшей мере, две дуговые лампы накачки, расположенные во взаимно сопряженных эллиптических отражателях, при этом одна из дуговым ламп выполнена с возможностью генерации непрерывного излучения, а вторая выполнена с возможностью генерации импульсного излучения.