Обработка металла лазерным лучом, например сварка, резка, образование отверстий: .устройства с относительным перемещением лазерного луча и обрабатываемого изделия – B23K 26/08

Изобретение относится к устройству для лазерной подгонки резисторов, преимущественно выполненных по тонкопленочной или толстопленочной технологии на подложках из поликора, ситалла и керамики. Устройство содержит рабочий стол, лазерный излучатель (2) с оптической и прецизионной XY кинематической системами, размещенные на XY координатных столах (5, 6) с Z-микролифтом зонды (7, 8), цифровую измерительную систему (9) с блоками (10, 11) позиционирования и установки зондов на контактные площадки, блок (12) позиционирования пятна и задания зоны и траектории реза лазерного излучателя. Блоки (10, 11) позиционирования и установки зондов связаны с блоком (13) задания зон перемещения зондов. Прецизионная XY кинематическая система, управляемая блоком (12), обеспечивает позиционирование пятна лазерного излучателя и выполнение подгоночного реза. Размещение и фиксацию подложки осуществляют на рабочем столе. Каждый из зондов перемещают на контактные площадки XY координатными столами (5, 6), которые управляются блоками (10, 11). Измерение данных, поступающих с зондов, обеспечивается цифровой измерительной системой (9). В блоке (13) реализована технология безаварийного движения измерительных зондов между контактными площадками. В результате достигается надежность работы устройства и предотвращается повреждение обрабатываемого изделия. 11 ил.

Изобретение относится к обработке трансформаторных листов с направленной структурой в виде полосы (26) в направлении продольного движения лазерным скрайбированием. Установка (22) содержит лазерный генератор для лазерного пучка (46a, 46b), цилиндрическую телескопическую оптическую систему (38a, 38b) с изменяемым фокусным расстоянием для формирования лазерного пучка (49a, 49b) с сечением эллиптической формы с изменяемой эллиптичностью как функции фокусных расстояний и вращающееся зеркальное сканирующее устройство (39a, 39b) для перемещения пучка лазерного излучения на заданный угол. Параболический отражатель (54) установки установлен поперек относительно полосы (26) для приема сканирующего лазерного пучка (51a, 51b) и фокусирования пучка на полосу (26) в виде пятна (55) вытянутой эллиптической формы по пути обработки (53a, 53b). Телескопическая система (38a, 38b) является регулируемой для изменения длины одной из осей лазерного пучка (52a, 52b) эллиптической формы при падении на полосу (26). Технический результат заключается в снижении потерь обработки скрайбированием участков небольшого по размерам поперечного сечения и максимальным проникновением на глубину. 7 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к способу изготовления сложного отверстия в подложке (варианты) и может быть использовано для изготовления отверстий для охлаждающего воздуха в турбинных лопатках. Для изготовления сквозного отверстия, которое имеет внутреннюю часть, которая является, в частности, симметричной, и диффузор, поперечное сечение которого отклоняется от поперечного сечения внутренней части и который является, в частности, асимметричным, применяют по меньшей мере один лазер. Угловое положение лазера относительно подложки изменяют лишь пять раз. Во втором угловом положении снимают полиэдр, в частности, полиэдр с пятью поверхностями, и в третьем угловом положении снимают полиэдр с пятью поверхностями. В результате предотвращается повреждение боковой поверхности отверстия от взаимодействия лазерным лучом. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к способу изготовления в детали отверстия с ограничительными боковыми сторонами. Способ включает направление на поверхность детали лазерного луча (4) и образование отверстия (2) путем испарения материала детали. Отверстие изготавливают за несколько технологических проходов лазерного луча (4). В каждом проходе лазерного луча (4) формируют часть (2a, 2b) объема отверстия, а ориентируя лазерный луч (4) так, что он образует с пройденной боковой стороной (3а, 3b) угол больше 8°. В результате получают отверстие с неповрежденными боковыми сторонами. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к робототехнике, в частности к устройству для лазерной обработки, и может быть использовано для обработки, сварки и резки изделий при помощи лазерного луча. Устройство содержит лазер, узел транспортировки лазерного луча с передающими и отклоняющими зеркалами и манипулятор. Манипулятор состоит из последовательно шарнирно соединенных между собой звеньев, каждое из которых выполнено в виде полого корпуса с приводом его перемещения. В корпусах размещены зеркала узла транспортировки лазерного луча. Узел юстировки положения лазерного луча содержит датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора, блок определения величины деформации звеньев, блок формирования корректирующего сигнала и приводы для перемещения передающих и отклоняющих зеркал. Датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора размещены на наружной поверхности каждого звена и соединены с блоком определения величины деформации, выход которого соединен со входом блока формирования корректирующего сигнала, выходы которого соединены с соответствующими приводами для перемещения передающих и отклоняющих зеркал. Изобретение позволяет производительность и качество обработки изделия. 2 ил.

Изобретение относится к способу и системе гравировки графического изображения на материале с помощью выходного лазерного сигнала, который прикладывают к материалу. Выходной лазерный сигнал перемещают относительно материала с высокой скоростью, больше чем 10 м в секунду, и осуществляют гравировку с постоянной мощностью выходного лазерного сигнала более 500 Вт. Система для гравировки содержит лазер, систему зеркал для перемещения выходного сигнала лазера и устройство управления, выполненное с возможностью управлять мощностью и скоростью выходного сигнала лазера. Устройство управления выполнено таким образом, что его вычислительная мощность составляет 10000 пикселей в секунду. Изобретение позволяет осуществлять гравировку на строительных изделиях. 2 н. и 37 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Изобретение может быть использовано для сварки '-упрочненных жаропрочных никелевых сплавов, например лопаток газовых турбин, в частности при их восстановлении. Устройство содержит источник (3) для формирования на поверхности (10) детали зоны (11) ввода тепла, устройство (5) подачи сварочного присадочного материала (13) в зону (11) ввода тепла и транспортировочное устройство (15) для обеспечения перемещения источника (3) тепла и устройства (5) подачи присадочного материала относительно поверхности (10) детали. Блок (17) управления с управляющей программой осуществляет упомянутое относительное перемещение таким образом, что мощность сварки и диаметр зоны (11) ввода тепла устанавливаются с получением скорости охлаждения при кристаллизации материала по меньшей мере 8000 К в секунду. Глубину повторного расплавления предыдущего слоя устанавливают из условия формирования поликристаллического сварного шва. Изобретение обеспечивает отсутствие сварочных трещин за счет значительного снижения образования микроликваций расплава и улучшение прочности наплавленного металла. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Установка предназначена для наноструктурирования поверхности изделий со сложной пространственной формой. Установка включает станину с устройством для установки и обработки деталей с приводами перемещения, подвижные органы для перемещения рабочего органа по трем взаимно перпендикулярным осям, лазер с устройством доставки лазерного луча и системой электропитания и управления и кабину ограждения рабочей зоны с защитными окнами. Камера выполнена прозрачной, герметизированной и снабжена двумя клапанами: для напуска технологического газа и для удаления отработанных газов. Клапаны выполнены подсоединяемыми к шлангам пневмосистемы для заполнения технологическими газами. Установка проста в эксплуатации и универсальна, полностью обеспечивает защиту обслуживающего персонала от прямого и рассеянного лазерного излучения и имеет повышенный уровень экологической безопасности при эксплуатации установки с наименьшими энергетическими потерями. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ может быть использован для изготовления надписей и знаков на различных материалах, например на светопроводах и световых табло изделий, работающих при высоких уровнях освещенности рабочей зоны. Перед нанесением покрытия из материала фона наносят контрастирующее покрытие, характеризующееся минимальным коэффициентом отражения света. Обрабатываемую поверхность разбивают по двум координатам на элементарные площадки, перекрывающие друг друга, и по полученным площадкам перемещают пучок импульсного лазерного излучения. Всю область элементарных площадок разбивают на область контура знака и область тела знака. При испарении лазерным излучением покрытий количество элементарных площадок области контура сокращают до нуля, формируя многоступенчатый профиль знака, содержащий, по меньшей мере, одну ступеньку, сформированную в контрастирующем покрытии. Область тела знака оставляют неизменной. Существенно повышается читаемость знаков за счет обеспечения ступенчатого профиля гравировки и управления мощностью лазерного излучения при обеспечении точности знаков и максимального сохранения исходной цветности материалов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к лазерному технологическому комплексу для обработки крупногабаритных объектов. Комплекс содержит технологический лазер, элементы транспортировки лазерного излучения в виде поворотных зеркал, оптико-фокусирующую головку с механизмом ее перемещения по трем координатам и технологический стол для обрабатываемого изделия. Технологический стол выполнен в виде двух установленных друг над другом платформ. Верхняя платформа выполнена подвижной в плоскости, параллельной нижней платформе. На нижней платформе установлен механизм для крепления заготовки. Верхняя платформа выполнена с возможностью обеспечения поворота на 90° относительно нижней платформы и фиксации ее в этом положении. Оптико-фокусирующая головка выполнена в виде корпуса, в полости которого расположен узел крепления сферического фокусирующего зеркала, которое расположено на его стенке. На противоположной параллельной стенке закреплено поворотное плоское зеркало на расстоянии l=F-(lnd_л/tg +2D_п.з), где F - фокусное расстояние сферического зеркала, мм, d_л - диаметр лазерного луча, мм, D _п.з - диаметр плоского зеркала, мм. Узел крепления выполнен с возможностью поворота его на 90°, смещения и фиксации в горизонтальном направлении относительно точки падения лазерного луча на плоское зеркало, расположенное под углом 45°. Изобретение позволяет расширить технологические возможности, повысить производительность работы лазерного комплекса и повысить качество обработки заготовок. 4 ил.

Изобретение относится к технике лазерной термической обработки тонколистовых металлических материалов, сплавов из них, закаливающихся высокопрочных сталей, имеющих разные теплофизические свойства, и может найти применение в машиностроении, авиастроении, судостроении. На зону обработки воздействуют лазерным лучом и по меньшей мере одним световым лучом. Регулируют скорость нагрева указанной зоны путем взаимосвязанного перемещения пятен лазерного луча и по меньшей мере одного светового луча по линии термической обработки. Обеспечивают эллиптическую форму пятен светового луча и лазерного луча с соотношением размеров продольной и поперечной осей эллипса пятна лазерного луча, равным 2:1, и плотностью мощности излучения в пятне от 10⁵ до 10⁷ Вт/см². Лазерно-световой способ термической обработки позволяет получать качественное сварное соединение. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике лазерной термической обработки тонколистовых металлических материалов, сплавов из них, закаливающихся высокопрочных сталей, имеющих разные теплофизические свойства, и может найти применение в машиностроении, авиастроении, судостроении. На зону обработки воздействуют лазерным лучом и по меньшей мере одним световым лучом. Регулируют скорость изменения температуры указанной зоны путем взаимосвязанного перемещения пятен лазерного луча и по меньшей мере одного светового луча по линии термической обработки. Обеспечивают эллиптическую форму пятен светового луча и лазерного луча с соотношением размеров продольной и поперечной осей эллипса пятна лазерного луча равным 2:1 и плотностью мощности излучения в пятне от 10⁵ до 10 ⁷ Вт/см². Лазерно-световой способ термической обработки позволяет получать качественное сварное соединение. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике лазерной термической обработки тонколистовых металлических материалов, сплавов из них, закаливающихся высокопрочных сталей, имеющих разные теплофизические свойства, и может найти применение в машиностроении, авиастроении, судостроении. На зону обработки воздействуют лазерным лучом и, по меньшей мере, одним световым лучом. Регулируют скорость изменения температуры указанной зоны путем взаимосвязанного перемещения пятен лазерного луча и, по меньшей мере, одного светового луча по линии термической обработки. Обеспечивают эллиптическую форму пятен светового луча и лазерного луча с соотношением размеров продольной и поперечной осей эллипса пятна лазерного луча, равным 2:1, и плотностью мощности излучения в пятне от 10⁵ до 10 ⁷ Вт/см². Лазерно-световой способ термической обработки позволяет получать качественное сварное соединение. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретения относятся к лазерной обработке, в частности к способу поддержания заданного расстояния между соплом и обрабатываемой поверхностью и устройству для его осуществления, и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Измеряют давление в зазоре между соплом узла фокусировки и обрабатываемой поверхностью и внутри сопла. Корректируют величину опорного давления в зазоре между соплом узла фокусировки и обрабатываемой поверхностью по изменению давления в сопле и поддерживают заданное расстояние между ними по изменению давления под соплом по сравнению с опорным с учетом его корректировки. В устройстве датчик давления радиального потока и датчик давления газа внутри сопла соединены последовательно через АЦП с фильтром, выполненным в схеме программируемой логической матрицы, которая соединена с микропроцессором с подключенным к нему контроллером. Оптический датчик установлен на валу привода узла фокусировки и соединен с микропроцессором через преобразователь импульсов в код, соединенный с контроллером. Микропроцессор соединен с компьютером, на котором установлена программа оператора для управления устройством. Достигается повышение точности установки и поддержание заданного расстояния между соплом и поверхностью детали. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к лазерной технологии, в частности к установке для лазерной обработки, которая может быть использована для различной обработки деталей с поверхностями вращения. В установке устройство крепления и вращения (3) обрабатываемой детали (4) установлено на платформе, выполненной с возможностью ее перемещения по направляющим (6). Технологический лазер, лазерная головка (15) и световой шарнир (19) выполнены в виде единого лазерного блока, который установлен на каретке привода вертикального перемещения (8), установленного на каретке стационарного привода горизонтального перемещения (9). Привод (20) углового поворота светового шарнира (19) установлен на корпусе лазерного блока. Внутренние полости светового шарнира (19) и лазерной головки (15) соединены с системой подачи очищенного воздуха. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности эксплуатации установки, сокращении ее габаритов, уменьшении загрязнения оптических элементов в процессе обработки. 4 ил.

Изобретение относится к обработке изделия для модификации или подготовки топографии поверхности изделия или исходного материала и может найти применение в различных отраслях машиностроения и металлургии. Способ заключается в приведении в относительное движение изделия и мощного луча в пересекающемся направлении с тем, что подвергнуть воздействию луча ряд положений на изделии. В каждом положении луч приводят в движение по отношению к изделию заранее заданным образом. Материал изделия расплавляют и перемещают под воздействием мощного луча, формируя углубления или отверстия. Кроме того, осуществляют соединение детали и изделия с подготовленной вышеупомянутым образом поверхностью. Изделие, полученное вышеописанным способом, имеет заданную шероховатость поверхности. 3 н. и 43 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.