de prelucrare a materialelor cu fascicul laser și de electroni

Prelucrarea materialelor cu laser și fascicul de electroni. Utilizarea de lasere, în primul rând este de așteptat în acele procese care nu sunt fezabile, folosind alte surse de energie și punerea în aplicare a acestora implică energie considerabile și consumatoare de timp.

De preferat este utilizarea laserelor în elementele de procesare termică a circuitelor electronice, atunci când porțiunile prelucrate sunt combinate cu porțiuni sau părți având rezistența la temperatură scăzută, precum și tratamente de micro mijlocii și locale de căldură.

Recent, radioterapia este utilizat pe scară largă în operațiunile în care procesarea materialelor se realizează cu lasere cu energie și costurile de muncă mai scăzute (de exemplu, pentru prelucrarea materialelor fragile, solide și rezistente la căldură), în comparație cu alte tehnologii.

În multe procese, a fost posibil să se combine tratamentul cu laser cu alte tipuri de energie, cum ar fi o descărcare de plasmă electrică, explozie, cu ultrasunete, mecanice și efecte chimice. Acest lucru a extins foarte mult gama de probleme rezolvate cu ajutorul LT. Foarte des, tratamentul cu laser este efectuată în prezența chimice, gaz și alte medii de lucru, care permite un număr de lucrări, inaplicabilă în alte tehnologii.

De preferat este utilizarea laserelor în procesele în care utilizarea este posibil să se efectueze o varietate de operațiuni simultan sau într-un singur ciclu tehnologic. LT avantaj este simplitatea controlului fasciculului laser, prelucrarea de înaltă precizie și eficiență. Luați în considerare cele mai comune etape de proces, care implică modele fizice simple și reprezentări. Poate sudarea cu laser cel mai utilizat pe scară largă este găsit în fabricarea echipamentelor electronice, deoarece permite sudarea metalelor refractare (wolfram, molibden); efectuează sudare microlocal (

10 microni); impulsuri de proces scurte (10-2 - 10-3), care elimină schimbări structurale nedorite în materialele din cauza suprimării proceselor de difuzie; pentru a suda în orice atmosferă, în locații de la distanță, fara contact si fara poluare; materiale cu diferite proprietăți fizice și mecanice de îmbinare.

proces de sudare cu laser permite operarea în apropierea elementului termosensibil.

sudare cu laser este un proces intens de energie, deoarece necesită topirea materialului. Învățarea caracteristică principală de topire fizica asociată cu faptul că cele mai multe metale asupra topirii conductivității lor scade brusc de 2-3 ori care implică conductivitatea termică salt și reflectivitatea, și, astfel, duce la un nou mod de încălzire, caracterizat printr-o cheltuială suplimentară de căldură pe topire.

În acest caz, de foarte multe ori recurg la soluții care vor crește în mod dramatic productivitatea de sudare cu laser, prin utilizarea de energie suplimentară sau mediu reactiv speciale. O altă etapă de proces, este de asemenea legat de procesul de topire, o lipire cu laser, care, cum ar fi sudura, pot fi efectuate în spații închise, spații folosind toate proprietățile excelente ale radiației laser închise.

Cel mai adesea, lasere cu semiconductori utilizate pentru această operație # 61548; = 1,06, iar tipul operației este, probabil, cea mai răspândită de radioterapie în fabricarea echipamentelor electronice (pI). Principalele avantaje ale lipire cu laser sunt următoarele caracteristici: viteza de încălzire este practic instantanee; energie actual de dozare în timpul lipirii; zone de prelucrare de precizie pozitsirovaniya etc. Proprietăți fizice procese de tăiere cu laser asociat cu distrugerea materialului datorită evaporării sursei de căldură în mișcare și utilizarea lichidelor de radiație continuă sau în impulsuri.

Materialul de tăiere preferat pentru a efectua cu laser continuu, cum ar fi CO2 - puterea laserului din 10 2 - 104 wați. Pentru a asigura procesul de taiere de metal este adesea produce suflare gaze inerte - pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței de tăiere sau de oxigen - pentru a crește viteza de tăiere. În cele mai multe cazuri, fluxul luminos concentrat în loc dg se deplasează cu o viteză de # 61557; pe. Dacă teplonasyschenie mai devreme decât lumina reflectoarelor va trece o distanță egală cu raza sa, care este, # 61557; # 61655 pe; Rg / # 61560; <1, то источник считается медленно движущимся и наиболее употребим.

Intensitatea luminii de prag necesară pentru a începe tăierea, odată cu creșterea crește ca sursa vitezei de deplasare # 61654; # 61557; pe. În cazul radiațiilor impulsuri există cerințe suplimentare la viteza de deplasare a sursei de căldură, puterea de radiații și frecvența.

Când în impulsuri de radiație, dacă raportul taxă puls este mic, este în medie de caracteristici de putere echivalente cu caracteristicile undă continuă. Dacă tp <0,1 rг / о, то источник считается неподвижным при о <1 см/с, rг> 10 microni. la f< /(30 rг2) после каждого импульса материал начинает остывать, так как не происходит достаточного накопления тепла, а результат воздействия определяется параметрами отдельного импульса.

Prin urmare, este clar că, în timpul funcționării cu laser în impulsuri pentru a efectua acest pas proces este necesar pentru a crește puterea, frecvența pulsului cu scăderea vitezei de deplasare a sursei de radiație. În comparație cu metodele tradiționale de tăiere cu diamant roți abrazive cu laser are următoarele avantaje: îl face ușor de tăiat materiale extradure (de exemplu, diamant, corindon); făcând lățime de tăiere mici (câteva zeci de microni); pentru a produce piese de formă complexă în materiale fragile, proces, cristale cu tensiuni interne mari, indiferent de orientarea lor cristalina.

Marcajul laser are un avantaj față de metodele convenționale de marcare a produselor cu o dimensiune redusă și ultra, fragil, solid, steril și în locuri îndepărtate. operațiune de marcare este pusă în aplicare prin scanarea în program sau prin masca de proiecție fasciculului. Imaginea este formată de materialul de evaporare. Trasării - o metodă de evaporare parțială de-a lungul interfeței și ruperea ulterioară.

Folosind laser poate reduce dramatic adâncimea stratului tratat, pentru a controla valoarea sa, pentru a efectua transformări structurale locale de prelucrare a porțiunilor de proprietăți speciale să asigure o rezistență efectua tratamentul termic al profilate etc. acțiunea laser pe material, de obicei, un proces multifactorial și prelucrare cu laser presupune obținerea de rezultate diferite: calire, recoacere, călire, alierea, întărire, cristalizare și alte procese amorfizare.

Luați în considerare partea tehnologică a procesului de tratament termic, care ocupă un loc important în producția de dispozitive electronice. Rata mare de încălzire și răcire permite modificarea microstructura suprafeței de metal, ceramică, deci există o durificare locală a unui strat subțire de suprafață, oferind o duritate ridicată a zonelor tratate. In plus, din cauza ratei ridicate de răcire (108-109 K # 61655; s-1) este procesul de dispersie, care promovează, de asemenea suprafață călibilitatea.

Această procedură dă un rezultat pozitiv la fabricarea pieselor de fricțiune ale echipamentelor electronice (de exemplu, capetele de citire și altele.). Durificarea obținut prin introducerea aditivului în timpul încălzirii cu laser, laserul este numit de dopaj. Procesul laser este relativ ușor de realizat nitrurare și carburarea suprafața produselor.

Rezultate noi faze și compuși (carburile, nitruri) au proprietăți care îmbunătățesc în mod dramatic refractaritate și duritatea și rezistența la uzură a materialului matricei. Prin urmare, cea mai mare parte dopajului este realizată cu scopul de întărire a straturilor de suprafață. Ca urmare a acestui dopaj este posibil de a crește duritatea și rezistența la uzură este de 2-3 ori. Dopajul este detaliu în perspectivă a oțelului carbon ieftin sau amestec dur sinterizat din aliaje de wolfram-cobalt.

Astfel, pudra insuflare VC-15 (aliaj utilizat pentru fabricarea buildups solide în domeniul sculelor așchietoare) în zona de încălzire cu laser CO2 cw cu o putere de 1-3 kW permis să primească straturile de suprafață de material tratate cu duritate comparabilă cu faptul că materialele cu care se confruntă. Un avantaj al metodei alierii cu laser este cu siguranță o oportunitate de a procesa controlul prin ajustarea energiei, frecvența de repetiție a impulsului și durata. Prin variația vitezei fasciculului și numărul de treceri peste suprafață, este posibil să se schimbe cu ușurință compoziția fazei și chimică a straturilor de suprafață, obținerea rezultatelor dorite. 5. Rezumatul metodelor de prelucrare a pieselor de deformare plastica principalelor proprietăți operaționale ale pieselor de mașini - rezistența la uzură, duritatea, rezistența la coroziune este determinată în mare măsură de starea stratului de suprafață. Există un număr destul de mare de diferite metode tehnologice îmbunătățirea suprafețelor parte de calitate.

Cele mai frecvente dintre acestea sunt metode chimice și electrochimice de acoperire, cum ar fi cromarea, galvanizarea, cadmiere, cuprare, svintsevanie, nichel, staniu, alamă placare, oxidare.

Asigurarea unor caracteristici de performanță, precum și îmbunătățirea aspectului decorativ al produselor, aceste metode, în același timp, sunt nesigure de mediu. Procesul tehnologic de fabricare a pieselor cu acoperiri include, de obicei, următoarele etape: prelucrare a suprafețelor pentru a obține precizia necesară și curățenia, degresare și decapare, clătire, depunerea pe stratul de suprafață de lucru, tratament termic. Nefavorabilă din punct de vedere ecologic este utilizarea în compoziția electrolitului pentru gravură și depunerea acoperirilor acizi puternici.

De exemplu, ca electrolit utilizat în mod obișnuit pentru aditivii cromare de acid sulfuric anhidridă cromică. anozi insolubili realizate din plumb sau aliaj de antimoniu.

Când nichelare se utilizează electrolit din sulfatul de nichel și oxalat de amoniu. Gravare se realizează într-un electrolit format din acizii sulfuric și fosforic. Compoziția electrolitului pentru oxidare include, de asemenea, acid sulfuric. Utilizarea și eliminarea unor astfel de electroliți este o problemă complexă de mediu. O modalitate de a rezolva este de a utiliza pentru a îmbunătăți calitatea pieselor și a suprafețelor rigidizarea deformare plastică de suprafață, nici un impact negativ asupra mediului asupra mediului.

Această rolă de formare, lustruirea, rulare, lustruirea, vibroobrabotka, calire dinamice diferite suprafețe ale pieselor de mașini. Prin rulare și rulare lustruirea instrument special realizate, elementele de lucru sunt bile sau role de rulmenți sau fabricate special. La o presiune a elementului de lucru pe suprafața tratată a piesei are loc deformarea plastică locală la locul de contact.

Prezența diferitelor mișcări de rotație și translațional permite prelucrarea diferitelor suprafețe (, forme cilindrice plate). Tratamentul se realizează pe mașini universale și speciale, mașini CNC, semi-automate și mașini automate. instrument lustruirea pentru producerea unui element de lucru este de carbură sau diamant indentor, alunecând pe suprafața tratată. Această metodă se poate ocupa de toate tipurile de suprafețe plane la montarea. Vibroobrabotka - un proces de laminare, lustruirea cu role, bile de rulare sau netezire diamant dacă mișcarea oscilatorie suplimentară a elementului de lucru paralel cu suprafața tratată.

Variind amplitudinea și frecvența de oscilație a elementului de operare, împreună cu schimbări în alte condiții de prelucrare, permite crearea pe microfeatures de suprafață sau diferite regulat de caneluri. rigidizarea dinamic produce elemente de lucru în stare liberă sau în poziția lor fixă.

Deoarece elementele de lucru la fracțiunea și de prelucrare liber aplica bile, oțel sau sticlă, cu o poziție fixă ​​rulment bile și role sau speciale, în funcție de suprafața tratată. Atunci când elementele de lucru liber de prelucrare dinamice sunt orientate pe suprafața jetului de aer prin intermediul unor dispozitive speciale de forța centrifugă sau vibrobunkerah. În funcție de scopul funcțional al produsului datorită modificărilor în tratamentul presiunii de lucru poate fi efectuată în finisare, întărire și finisare și călire modurile intermediare.

Finisare mică lucrare este realizată la presiuni p> 1.5 # 61555; m și îmbunătățește capacitatea portantă a rugozității suprafeței inițiale de la 1-2% la 15-20%. Tratamentul de călire se efectuează la p> 3 # 61555; t, deci crește considerabil gradul (până la 180%) și adâncimea de întărire. finisare intermediară și călire moduri de procesare (1.5 # 61555; t <р <3т) позволяет улучшить несущую способность параметров шероховатости и волнистости и повысить исходную поверхностную микротвердость на небольшую глубину.

Toate metodele pieselor de prelucrat de deformare plastică au posibilități ample de a controla parametrii de stare a stratului de suprafață a pieselor de mașini, și, în consecință, proprietățile lor de performanță. Pe baza modelelor de cercetare care formează un strat de suprafață, prin finisarea și durificarea procesarea stabilește relația de bază a stratului de suprafață parametrilor de stare la parametrii de procesare.

Când granule prin rulare parametrul exterior rugozitatea suprafeței cilindrice Ra se calculează după cum urmează. in care Ra ref - rugozitate inițială, d - diametrul rolei, v, s - viteza și hrana pentru animale, # 61555; # 61472; max - tensiunile maxime la contactul. Când diamant lustruirea cilindru exterior suprafețe parametru Ra rugozitate se determină după cum urmează: unde da - diametrul diamant indentorului Când suprafețele plane vibronakatyvanii parametrul rugozitate Raraven: în care P - Presiune, i = 1 ... 3 Pe baza acestor dependences elaborat orientări pentru alegerea parametrilor raționali finisare și călire procesare oferind nivelul necesar rugozității suprafeței cu principalele proprietăți operaționale - rezistența și rezistența la uzură. Metodele de mai sus sunt ecologice, în condiții de siguranță pentru lucrători și fără efecte nocive asupra mediului.