Материал за обработка чрез лазер и електронен лъч

Обработка на материали чрез лазерно и електронен лъч. Използването на лазери на първа инстанция се очаква в тези процеси, които не са осъществими с помощта на други източници на енергия и тяхното изпълнение е свързано със значителни енергия и отнема много време.

Предпочита се използването на лазери в термична обработка на елементи на електронни схеми, когато обработените части са комбинирани с части или части с устойчивостта на ниска температура, както и микро-размери и местни лечения на топлина.

Наскоро лъчева терапия се използва широко в операции, когато обработката материали се извършва с лазери с по-ниска енергия и разходите за труд (например, за обработване на крехки, твърди и топлоустойчиви материали) в сравнение с други технологии.

В много процеси, е било възможно да се комбинират лечението лазер с други видове енергия, като плазмен електрически разряд, взрив ултразвукови, механични и химични реакции. Това значително разширява обхвата на проблемите се решават с помощта на LT. Много често лечението на лазер се извършва в присъствието на химични, газ и други работни медии, което позволява на редица трудове, неприложим в други технологии.

Предпочита се използването на лазери в процеси, където използването е възможно да се извършват различни операции едновременно или в един технологичен цикъл. LT предимство е простотата на контрол на лазерен лъч с висока прецизност обработката и ефективността. Помислете за най-често срещаните стъпки на процеса, в който прости физически модели и представителства. Може би най-широко използван лазерно заваряване е намерена в производството на електронно оборудване, тъй като позволява заваряване огнеупорни метали (волфрам, молибден); провеждане microlocal заваряване (

10 микрона); процеса кратки импулси (10-2 - 10-3), която да премахва нежелани структурни промени в материалите, дължащи се на подтискане на дифузионни процеси; за заваряване във всеки атмосфера, в отдалечени места, без контакт и без замърсяване; свързват материали с различни физико-механични свойства.

процес лазерно заваряване позволява работа в близост до термочувствителен елемент.

Лазерно заваряване е интензивен процес на енергия, тъй като изисква топене на материала. физиката Основната функция на топене обучение, свързан с факта, че повечето метали при топенето им проводимост намалява рязко 2-3 пъти, че водят до скок топлопроводимост и отражение, и по този начин води до нов режим отопление, характеризиращ се с допълнителен разход на топлина на топене.

В този случай много често прибягват до решения, които драстично ще се увеличи производителността на лазерно заваряване чрез използването на допълнителна енергия или специална реактивна среда. Друг етап, също е свързана с процеса на топене, лазерно запояване, които, като заваряване, може да се извършва в затворени пространства, затворени пространства, използвайки всички отлични свойства на лазерното лъчение.

Най-често, в твърдо състояние, лазери, използвани за тази операция # 61548; = 1,06, както и вида на операцията е може би най-разпространеният тип лъчева терапия в производството на електронно оборудване (PI). Основните предимства на лазерно запояване са следните характеристики: скоростта на нагряване е практически мигновено; настоящата енергийна дозиране по време на запояване; pozitsirovaniya зони за обработка на точност и т.н. Физични свойства лазерно рязане процеси, свързани с разрушаване на материала поради изпаряване на движещи се топлинния източник и използването на рязане непрекъснато или импулсно излъчване.

предпочитано рязане материал за провеждане на непрекъснат лазер като СО2 - лазерна мощност от 10 2-104 вата. За да се осигури метод за рязане на метал често се произвежда разпенващ газове инертен - за подобряване на повърхностния слой на среза или кислород - да се увеличи скоростта на рязане. В повечето случаи, светлинния поток, фокусирана в ГД петно ​​се движи със скорост от # 61557; нататък. Ако teplonasyschenie рано от светлина място, ще премине на разстояние, равно на неговия радиус, т.е. # 61557; # 61655 по; Rg / # 61560; <1, то источник считается медленно движущимся и наиболее употребим.

Интензитетът на светлината праг изисква да започне рязане, с увеличаване на изходните увеличава както скоростта на подвижна # 61654; # 61557; нататък. В случай на импулсна радиация има допълнителни изисквания към скоростта на движение на източника на топлина, мощността на излъчване и честота.

Когато импулсна радиация, ако съотношението на пулса дълг е малък, той е средно характеристики мощност еквивалентни на характеристиките на непрекъснато излъчване. Ако ТР <0,1 rг / о, то источник считается неподвижным при о <1 см/с, rг> 10 микрона. в е< /(30 rг2) после каждого импульса материал начинает остывать, так как не происходит достаточного накопления тепла, а результат воздействия определяется параметрами отдельного импульса.

Следователно е ясно, че по време на импулсна лазерна операция за провеждане на този етап е необходимо да се увеличи мощността, честотата на пулса с намаляване на скоростта на движение на източника на радиация. В сравнение с традиционните методи на рязане с абразивни диамантени колела лазер има следните предимства: позволява лесно да се намали свръхтвърди материали (например, диамант, корунд); направи малка ширина на рязане (няколко десетки микрона); за производството на части на сложна форма в крехки материали, процес, кристали с големи вътрешни напрежения независимо от кристалната им ориентация.

Лазерно маркиране има предимство в сравнение с конвенционалните методи за маркиране на продукти с ниска и ултра размер, трошлива, твърдо вещество, стерилна и в отдалечени места. маркираща операция се осъществява чрез сканиране на програмата или от маската на лъча проекция. Изображението е образувана от материал изпаряване. Скрайбиране - метод за частично изпаряване заедно интерфейса и последващо счупване.

Използване на лазер може драстично да се намали дълбочината на третираните слой, за да контролират неговата стойност, за провеждане на местен структурна трансформация на обработване части придават специални свойства за провеждане на топлинна обработка на профилирана т.н. Лазерно действие на материала, обикновено е многофакторна процес и лазерна обработка включва получаване на различни резултати: закаляване, отгряване, закаляване, легиращи, втвърдяване, кристализация, и други процеси на аморфизация.

Помислете технологичната част на процеса на топлинна обработка, които заемат важно място в производството на електронни устройства. Високата скорост на нагряване и охлаждане позволява да се модифицира микроструктурата на повърхността на метали, керамика, по този начин има местен втвърдяване на тънък повърхностен слой, осигурява висока твърдост на третираните зони. Освен това, поради високата скорост на охлаждане (108-109 K # 61655; S-1) е процесът на дисперсия, което също спомага за закаляване повърхност.

Тази процедура дава положителен резултат при производството на триене части на електронно оборудване (например четене глави и др.). Втвърдяване получен чрез въвеждане на добавката по време на лазерно отопление, лазерът се нарича допинг. Процесът на лазер е относително лесно извършва нитриране и цементация повърхността на продуктите.

Получените нови фази и съединения (карбиди, нитриди) имат свойства, които значително подобряват огнеупорност и твърдост и износоустойчивост на матричния материал. Ето защо, повечето от допинг се провежда с цел уплътняване на повърхностните слоеве. В резултат на това допинг е възможно да се увеличи твърдостта и устойчивост на износване е 2-3 пъти. Допинг е перспектива на детайл на евтини въглеродна стомана или синтерован трудно смес на волфрам-кобалтови сплави.

По този начин, инсуфлация прах VC-15 (сплав, използвани за производството на твърди натрупвания в режещи инструменти) в нагревателна зона лазер кр CO2 с мощност от 1-3 кВт оставя да се получи третираните материал повърхностните слоеве с твърдост, сравнима с тази облицовъчни материали. Едно от предимствата на метода на лазерна легиране със сигурност е една възможност за обработка на контрол чрез коригиране на енергия, скоростта на повторение на импулса и продължителността. Чрез вариране на скоростта на лъча и броя на преминавания над повърхността, е възможно лесно да се промени фаза и химическия състав на повърхностните слоеве, за постигане на желаните резултати. 5. Резюме на методи за обработка на части пластична деформация основните експлоатационни свойства на машинни части - съпротивлението на износване, якост, устойчивост на корозия се определя до голяма степен от състоянието на повърхностния слой. Има доста голям брой различни технологични методи се подобри качеството на част повърхности.

Най-често те са химически и електрохимически методи за нанасяне на покритие, като хромиране, поцинковане, кадмий покритие, мед покритие, svintsevanie, никел, калай, бронз покритие, окисление.

Осигуряването на повече работни характеристики, както и подобряване на външния вид на декоративни продукти, тези методи в същото време са екологично опасни. Технологичният процес на производството на части с покрития обикновено включва следните етапи: машинно повърхностите да се получи необходимата точност и чистотата, обезмасляване и ецване, изплакване, нанасяне на покритие на повърхността на работния, топлинна обработка. Неблагоприятно от екологична гледна точка е използването в състава на електролита за офорт и отлагане на силни киселини покрития.

Например, като електролит обикновено се използва за посяване хром добавки хромов анхидрид сярна киселина. Неразтворимите аноди от олово или антимон сплав.

Когато никелиране се използва електролит от никелов сулфат и амониев оксалат. Ецване се провежда в електролит, състояща се от сярна и фосфорна киселина. Съставът на електролита за окисляване включва и сярна киселина. Използването и унищожаването на такива електролити е сложен проблем на околната среда. Един от начините да се реши е да се използва, за да се подобри качеството на части повърхности довършителни работи и втвърдяване на повърхността на пластична деформация, няма вредно въздействие върху околната среда върху околната среда.

Това валцуване, гланциране, подвижен, сработване, vibroobrabotka, динамични втвърдяване различни повърхности на машинни части. Чрез подвижен, и подвижния полиране извършва специален инструмент, работните елементи са топки или ролки на лагерите или специално произведени. При налягане на работния елемент върху третираната повърхност на част се провежда местната пластична деформация в мястото на контакт.

Наличието на различни ротационни и транслационни движения позволява да се обработват различни повърхности (плоски, цилиндрични форми). Лечението се провежда на универсални и специални машини, машини с ЦПУ, полуавтоматични и автоматични машини. Полираща инструмент за производство на работно елемент е карбид или диамант Indenter на, плъзгащи се върху третираната повърхност. Този метод може да се справи с всички видове плоски повърхности на монтирането. Vibroobrabotka - процес на валцуване, полиране с валяк, търкалящи се топки или диамант изглаждане, ако допълнително колебателно движение на успоредна на работния елемент на третираната повърхност.

Различна амплитудата и честотата на трептене на члена на работа, заедно с промени в други условия, обработка, тя позволява да се създаде по microfeatures повърхностните или различни редовните канали. Dynamic втвърдяване произвежда работни позиции в свободно състояние или в определен позицията си.

Както работните елементи на свободната фракция и обработката прилагат мъниста, стомана или от стъкло, с фиксирано положение носещ топки и ролки или специално, в зависимост от третираната повърхност. Когато свободни динамични обработка работни елементи са насочени върху повърхността на въздушна струя чрез специални устройства от центробежната сила или vibrobunkerah. В зависимост от функционалното предназначение на продукта, поради промени в лечението работно налягане може да се извършва в довършителни работи, закаляване и довършителни и закаляване междинните режими.

Довършителни малка работа се извършва при налягане р> 1.5 # 61555; m и подобрява носещата способност на първоначалното грапавост от 1-2% до 15-20%. Втвърдяване обработка се извършва при р> 3 # 61555; т, което значително увеличава степента (до 180%) и дълбочината на втвърдяване. междинна обработка и втвърдяване видове обработка (1.5 # 61555; т <р <3т) позволяет улучшить несущую способность параметров шероховатости и волнистости и повысить исходную поверхностную микротвердость на небольшую глубину.

Всички методи заготовките пластична деформация има достатъчно възможности за контрол на параметрите на състоянието на повърхностния слой на машинни части, и, следователно, техните свойства за изпълнение. Въз основа на научни модели, които са повърхностен слой от довършителни работи и закаляване обработка установява основната връзка на повърхностния слой параметрите на състоянието на параметрите за обработка на.

Когато зърна от подвижния външната цилиндрична параметър грапавост Ra се изчислява както следва. където Ra код - начална грапавост, г - диаметър на ролката, V, S - скорост и фуражи, # 61555; # 61472; макс - максималните напрежения в контакта. Когато диамант полиране външния цилиндър повърхности параметър Ra грапавост се определя, както следва: където г - диаметър диамант Indenter Когато vibronakatyvanii плоски повърхности грапавост параметър Raraven: където Р - налягане, I = 1 ... 3 Въз основа на тези зависимости разработи насоки за избора на рационални параметри довършителни и втвърдяване обработка осигуряване на необходимото ниво на грапавост с основните експлоатационни свойства - якост и износоустойчивост. Посочените по-горе методи са екологично чисти, безопасни за работниците и няма вредно въздействие върху околната среда.