Обработка металла лазерным лучом, например сварка, резка, образование отверстий: .предварительная обработка, вспомогательные операции или оборудование – B23K 26/42

Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано для пробивки отверстий малого диаметра для оптических диафрагм, пространственных фильтров и растров. Техническим результатом данного изобретения является получение микроотверстий малого диаметра (10-30 мкм) с высоким качеством стенок. Пробивку микроотверстий осуществляют лазерным импульсным излучением, фокусируемым на обрабатываемую заготовку. Заготовка представляет собой пластину основного материала, обе поверхности которой покрыты слоями вспомогательного материала. Используют фемтосекундное лазерное излучение, которое перемещают по поверхности заготовки по перпендикулярным друг другу линиям, в точках пересечения которых формируют отверстия. Вспомогательные слои после обработки удаляют.

Изобретение относится к способу многолучевой лазерной сварки конструкционных сталей и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Осуществляют подачу на поверхность свариваемого изделия двух лазерных лучей под углом друг к другу в стык свариваемого соединения и создание одной сварочной ванны расплава. Один лазерный луч - основной подают под прямым углом к поверхности изделия и образуют жидкую сварочную ванну. В жидкой сварочной ванне формируют парогазовый канал. Второй луч подают под углом к основному лучу на заданный участок поверхности образовавшегося парогазового канала. В результате обеспечивают нужную микроструктуру в сварном шве с заданными физико-механическими свойствами сварных соединений, что обеспечивает повышение их надежности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

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 рабочему оборудованию для сборки и сварки заготовок друг с другом. Стол (8) включает в себя стопор (16), выполненный с возможностью выступать из стола для соприкосновения с обрабатываемой деталью. Установочная станция (2) предназначена для крепления обрабатываемой детали на столе, а станция (4) - для обработки детали. Прижимной элемент (20, 24) предназначен для прижимания и посредством этого приведения обрабатываемой детали в соприкосновение со стопором, и крепежное устройство (22, 26) - прикрепления обрабатываемой детали к столу. Установочная станция (2) включает в себя прижимной привод (48, 50) для перемещения прижимного элемента. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к сварочной установке для приваривания заготовок друг к другу (варианты). Установка включает в себя стол (18), на котором должны быть зафиксированы первая, вторая и третья заготовки, первую станцию (2) позиционирования, на которой первая и вторая заготовки (В1, В2) фиксируются на столе, первую сварочную станцию (4), на которой первая и вторая заготовки (B1, В2) свариваются вместе в зоне их соприкасающихся поверхностей, станцию (6) резки, на которой соприкасающаяся поверхность первой или второй заготовки или соприкасающиеся поверхности обеих заготовок подвергаются резке для получения заданной формы, вторую станцию (8) позиционирования, на которой третья заготовка (В3) фиксируется на столе (18), и вторую сварочную станцию (10), на которой третья заготовка и первая или вторая заготовка, или первая и вторая заготовки свариваются вместе в зоне их соприкасающихся поверхностей. В результате обеспечивается надежное прилегание заготовок друг к другу и соответственно высокое качество сварки. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к гидроабразивной резке листового металлического материала. Осуществляют подачу листового металлического материала или струйной головки. Обеспечивают точечный фокусированный нагрев зоны резания листового металлического материала внешним источником фокусированного нагрева до температуры, меньшей температуры фазовых превращений разрезаемого материала. Затем осуществляют удар высоконапорной гидроабразивной струи, вытекающей из струйной головки, по листовому металлическому материалу. При этом промежуток времени между точечным фокусированным нагревом зоны резания листового металлического материала и ударом по нему гидроабразивной струи равен 2 30 с. В результате повышается скорость резания, понижается рабочее давление струи и уменьшается наклеп в поверхностном слое кромок разрезанного материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Способ предназначен для изготовления стальной трубы лазерной сваркой, в котором точно оценивают состояние лазерной сварки и используют эту оценку для изменения условий сварки, так что сваренные лазером стальные трубы могут быть стабильно изготовлены с высокой скоростью. Точку воздействия лазерным лучом, которым со стороны внешней поверхности воздействуют на продольные края, отслеживают со стороны внутренней поверхности открытой трубы. Оценивают условия сварки лазерным лучом и не изменяют, если обнаруживают наличие сквозного проплавления с наружной стороны до внутренней поверхности открытой трубы. Если сквозное проплавление не проникло до внутренней поверхности открытой трубы, условия сварки изменяют так, чтобы сварка осуществлялась со сквозным проплавлением, проникающим от внешней до внутренней поверхности открытой трубы в точке воздействия лазерным лучом. 24 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 пр., 12 табл.

Изобретение относится к устройству и способу линейной сварки встык тонких металлических листов без присадочных материалов для сварки. Устройство содержит перемещаемую сварочную головку, опорный стол (1), зажимное устройство (3). Зажимное устройство (3) имеет по меньшей мере два прижимных элемента (4, 5), которые действуют независимо друг от друга. По меньшей мере один из прижимных элементов (4, 5) пригоден для использования с двумя или более различными уровнями давления. Дополнительные горизонтальные прижимные элементы (11) выполнены для оказания давления на металлические листы, свариваемые относительно друг друга и подвергаемые деформации до тех пор, пока не будет обеспечен контакт по всей поверхности стыкуемых одна к другой кромок металлических листов. Технический результат заключается в предотвращении локальных деформаций сварного шва и свариваемого листа. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ювелирной промышленности, а именно к способам нанесения изображений лазерной гравировкой на изделия из драгоценных металлов. Согласно первому варианту способа поверхность изделия полируют до класса чистоты не выше 9-го и очищают, затем фиксируют изделие. Переносят компьютерное изображение в программный блок лазерного излучателя и наносят изображение на поверхность изделия с помощью лазерного луча, настроенного на точечное прожигание. После этого производят очистку поверхности готового изделия от нагара. Согласно второму варианту способа дополнительно перед нанесением изображения поверхность будущего изображения покрывают родием. Технический результат - улучшение качества изделия, уменьшение затрат. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу сварки материалов высокоэнергетическими источниками излучения, например лазерным, плазменным или электроннолучевым, и может быть использован для сварки изделий из тонколистовых и разнородных материалов различного назначения в химической, электронной и радиотехнической промышленности. Перед сваркой осуществляют предварительное проплавление свариваемой зоны материалов. Сварку ведут с одновременным добавлением в зону плавления модификаторов в виде нанопорошковых материалов, выбранных из числа тугоплавких соединений, например нитридов, карбонитридов, оксидов. Концентрация нанопорошкового материала составляет менее 0,1% по массе сварочной ванны. Нанопорошковые материалы в зону сварки могут быть нанесены в виде суспензии. Способ позволяет осуществлять сварку однородных материалов или разнородных материалов со вставками или без них, а также композиционных материалов со вставками или без них, при этом достигаются повышение качества сварных швов и получение высокопрочных поверхностных слоев. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии лазерной наплавки коррозионностойких покрытий и может быть использовано в машиностроении при обработке рабочих поверхностей деталей из алюминиевых бронз в том числе деталей судовой арматуры. Способ включает подачу металлического порошка и одновременную обработку поверхности лучом лазера с плотностью мощности излучения 10⁴-10 ⁶ Вт/см² в течение 0,0005-2,0 с. Предварительно на поверхности детали создают промежуточный слой глубиной не менее двух диаметров луча лазера путем обработки поверхности лучом лазера с плотностью мощности излучения 10⁴-10 ⁶ Вт/см² и скоростью перемещения 0,2-10,0 мм/с. В процессе наплавки глубину проплавления металла выдерживают в пределах не более 0,8 глубины промежуточного слоя. Технический результат заключается в обеспечении отсутствия трещин в наплавленном материале и зоне сплавления при лазерной наплавке на алюминиевую бронзу медно-никелевых сплавов с содержанием никеля более 10%. 1 табл.

Изобретение относится к способам нанесения изображений лазерной гравировкой на изделиях из драгоценных металлов. Способ включает полировку поверхности изделия, ее очистку, фиксацию изделия и последующее нанесение изображения на изделие посредством луча лазерного излучателя, в программный блок которого предварительно перенесено компьютерное изображение. Полировку и очистку поверхности изделия осуществляют до 9-го класса чистоты поверхности. Перед фиксацией изделия его поверхность смачивают кремнийорганической полиэтилсилоксановой жидкостью. Нанесение изображения осуществляют точечным оплавлением поверхности лазерным лучом до 14-го класса чистоты поверхности изделия. Перед нанесением изображения поверхность изделия покрывают родием. Технический результат - придание изображению контурного объемного эффекта. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к орбитальному сварочному устройству для мобильного использования для соединения первого конца трубы и второго конца трубы вдоль кольцевого стыка посредством формирования, по меньшей мере, одного сварного шва и может быть использовано при строительстве прокладываемого на земле магистрального трубопровода. Устройство включает ориентируемый относительно первого конца трубы и кольцевого стыка направляющий обруч и орбитальную тележку, установленную с возможностью перемещения с помощью электродвигателя вдоль направляющего обруча посредством устройства подачи. На орбитальной тележке установлена лазерная сварочная головка для лазерной сварки, которая выполнена с возможностью ориентирования по кольцевому стыку. Лазерный луч вырабатывают посредством находящегося на мобильном транспортном средстве высокомощного волоконного лазера, направляют по волноводу к орбитальной тележке и подают к сварочной головке. Существенное преимущество изобретения состоит в том, что посредством лишь единственного цикла сварки в течение короткого времени возможно соединение двух концов труб в полевых условиях в автономном режиме. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области соединения разнородных материалов, в частности к способу соединения монокристаллов алмаза с металлами, и может быть использован для создания различного рода однокристального обрабатывающего инструмента, медицинского инструмента, для создания на поверхности полупроводниковых и иных алмазов электрических контактов с металлом. Предварительно поверхность монокристалла алмаза полируют до 5-го класса шероховатости (по ГОСТ 2789-73) и обезжиривают. На обезжиренную поверхность монокристалла алмаза наносят промежуточный слой толщиной 0,05-0,4 мм из смеси нанодисперсных порошков оксидов железа с размером частиц 20-40 нм и фуллерена С₆₀. Соотношение содержания оксидов железа к фуллерену С₆₀ составляет 10-50:90-50 мас.%. Затем место контакта подвергают воздействию давления 2,0-5,0 ГПа и одновременно сдвиговому воздействию вращением на угол 100-1000 градусов. Способ позволяет повысить прочность и качество соединения монокристалла алмаза с металлом. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу лазерно-световой сварки стали и может найти применение в различных отраслях машиностроения. На локальную зону обработки материала осуществляют одновременное воздействие импульсным когерентным и полихроматическим излучением. В процессе лазерно-световой сварки стали во время пауз между сварочными импульсами производят дополнительный подогрев зоны стыка сварного соединения до температуры 115-300°С за счет сканирования лазерным лучом вдоль направления его движения. Лучи полихроматического излучателя пропускают через выходное окно из сапфира. В результате достигается повышение качества сварного соединения и снижение энергозатрат при сварке. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу и системе нанесения знако-графической информации на изделия и может быть использовано для лазерной маркировки, гравировки в различных отраслях техники. Осуществляют физико-химическое преобразование многослойного покрытия путем воздействия лазерным излучением на заготовку с постоянным контролем параметров и корректировкой программы нанесения знако-графической информации. Система содержит источник лазерного излучения, оптическую систему для фокусировки излучения и отклоняющую систему, имеющие вход управления от ЭВМ, систему крепления заготовки, анализирующее устройство, закрепляемое в системе крепления заготовки, и внешний источник света переменной яркости. Изобретение обеспечивает повторяемость и однородность светотехнических характеристик изделий, а также снижение стоимости их изготовления. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к лазерной обработке, в частности к способу лазерной резки и устройству для его осуществления, и может быть использовано в машиностроении для оперативного и высокоточного изготовления сложноконтурных деталей из листовой заготовки. Перед резкой измеряют среднестатистический предел величины изгиба заготовки (7). Затем заготовку закрепляют и растягивают, создавая растягивающие напряжения, определяемые соотношением _{p y}GV, где _р - растягивающие напряжения, создаваемые в заготовке, МПа, - температуропроводность материала заготовки, мм² /с, _у - предел упругости материала заготовки, МПа, G - среднестатистический предел величины изгиба заготовки, мм, V - скорость резки, мм/с. На листовую заготовку (7) через сопло резака (5) подают сфокусированное лазерное излучение (1) с заданным фокусным расстоянием и поток газа (6) и перемещают ее под лучом по заданному контуру. Устройство содержит источник лазерного излучения (1), зеркало (3), резак (5), платформу (8) с зажимами (9) для заготовки (7). Платформа (8) установлена на координатном столе (11) и содержит резьбовые направляющие (10) для растяжения заготовки (7), которые представляют собой винтовые пары с лево- и правосторонней резьбой. Координатный стол (11) управляется системой ЧПУ (12), связанной с источником лазерного излучения (1) и с информационно-вычислительной системой (13) через программный модуль (14), корректирующий контур реза пропорционально создаваемым в материале деформациям. Техническим результатом от использования изобретений является повышение точности лазерной резки за счет обеспечения по всей поверхности листовой заготовки стабильного положения плоскости фокусировки линзы резака в процессе резки и обеспечения практически постоянной величины зазора между соплом резака и поверхностью заготовки. 2 н.п.ф-лы, 1 ил, 1 табл.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способу определения параметров воздействия лазерным импульсом на объект обработки. Модель объекта обработки изготавливают в виде спрессованных листов, которые вырезают из материала, идентичного материалу объекта обработки, обезжиривают их, накладывают друг на друга и выдерживают под прессом. Затем полученную модель устанавливают с возможностью вращения вокруг оси модели и поворота на угол между поверхностью модели и осью лазерного луча. Фокусируют лазерный луч на поверхности модели. Осуществляют воздействие на модель лазерными импульсами с заданной длительностью и мощностью. Одновременно ее вращают с заданным числом оборотов под разными углами наклона относительно лазерного луча и смещают модель в радиальном направлении относительно фокуса лазерного луча. Измеряют длину, ширину и глубину образовавшейся каверны. По полученным измерениям определяют ее форму и их зависимость от скорости перемещения поверхности модели относительно фокуса лазерного луча. В результате достигается сокращение расходов обрабатываемого материала и затрат энергии при определении параметров, а также сокращение времени на определение параметров. 3 табл., 6 ил.

Изобретение относится к области лазерной обработки, в частности к способу и устройству для защиты от пыли в аппарате для лазерной обработки, и могут найти применение в различных отраслях машиностроения. Согласно способу защиты лазерного блока (2) от пыли в процессе лазерной обработки объекта (S), производимой в области (S') обработки, в этой области (S') устанавливают давление, по существу равное давлению окружающей среды; в первой области, находящейся между областью (S') обработки и лазерным блоком (2), создают продольный проток газа, направленный к указанной области (S') обработки, предотвращая тем самым перемещение пыли к лазерному блоку (2), и в то же время сводя к минимуму усилия воздействия на мишень (S). Соответствующее устройство (6) для защиты от пыли скомпоновано с образованием прохода (11) от входного отверстия (12) для лазерного излучения, обращенного к лазерному блоку (2), до выходного отверстия (13) для лазерного излучения, обращенного к объекту (S). Проход (11) находится в сообщении с газорегулировочным блоком, который обеспечивает подачу газа в этот проход по меньшей мере через одно впускное окно (16, 17) для газа, пространственно отделенное от выходного отверстия (13) для лазерного излучения. Одновременно газорегулировочный блок отводит газ из прохода (11) по меньшей мере через одно выпускное окно (22, 23) для газа, расположенное вблизи выходного отверстия (13). В результате устраняется доступ пыли к лазерному блоку с одновременным обеспечением высокоточной лазерной обработки объектов всех видов. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области испытательной техники, а конкретнее к устройствам для определения параметров резания объектов сфокусированным лазерным лучом, и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Устройство содержит оптический квантовый генератор, фокусирующую лазерный луч с помощью подвижной линзы систему и подвижное основание для закрепления разрезаемого объекта. Подвижное основание выполнено в виде вращающейся платформы, установленной на ведомом валу механизма дискретной регулировки скорости вращения. Этот механизм выполнен в виде набора соединяемых приводным ремнем ведомых и ведущих шкивов. На вращающейся платформе укреплена в качестве разрезаемого объекта модель объекта. Приводной ремень, соединяющий ведомый и ведущий шкивы, выполнен из демпфирующего колебания материала. Ведомый вал вращающейся платформы установлен в подшипниках и снабжен механизмом регулирования натяжения приводного ремня и установлен на координатном устройстве, такое выполнение устройства позволило сократить временные затраты и затраты электроэнергии на проведение испытаний. 2 ил.

Изобретение относится к области сварочной техники, в частности к способу и устройству диагностики и управления качеством лазерной сварки, и может быть использовано при решении задач диагностики, многопараметрического контроля во всех высококачественных, высокопроизводительных процессах лазерной сварки. В качестве сварочного инструмента используют луч лазера. Идентифицируют номер сварочной точки, текущее положение, длину шва или пропуск проплавления посредством счета сигналов наличия процесса сварки и сопоставления их с реперными отсчетами времени. Идентифицируют номер свариваемого шва по сигналу окончания сварки или по сигналу открытого края шва, или по сигналу закрытого края шва соответственно заданной технологии сварки. Идентифицируют номер свариваемого изделия по количеству сваренных швов и/или длинам швов. Определяют возможность появления дефектов несплошности и причин снижения ресурса узлов лазерного оборудования для заданной технологии сварки по равенству или превышению шестого порогового значения суммарным сигналом И_. Определяют превышение кромок свариваемых деталей путем пороговой амплитудной селекции сигналов Иi свариваемых деталей, визируемых соответственно заданной технологии сварки впереди и по боковым сторонам траектории стыка. Идентифицируют фактические или по предпороговым сравнениям возможные причины непровара по появлению сигналов пороговых или предпороговых уровней недопустимых превышений кромок, отклонений от стыка, величины зазора, снижений уровней интенсивности лазерного излучения, амплитуды, длительности, частоты сигналов интенсивности накачки лазера, увеличения скорости сварки и недопустимых изменений величины лазерного пятна. Идентифицируют фактические или по предпороговым сравнениям возможные причины перегрева и выбросов по появлению сигналов пороговых или предпороговых уровней недопустимых превышений интенсивности лазерного излучения, амплитуды, длительности, частоты сигналов интенсивности накачки лазера, уменьшения скорости сварки и недопустимых изменений величины лазерного пятна. Регистрируют соответственно заданной технологии сварки сигналы недопустимых состояний проплавления, фактических или возможных их причин для корректировок сварочного процесса в реальном времени или переплавления дефектного участка или остановки процесса при длительном нарушении оптимального процесса сварки и формируют сигналы автоматического управления процессом лазерной сварки путем адаптивного изменения амплитуды, длительности накачки лазера, скорости сварки, частоты импульсов и фокусировки лазерного излучения. Устройство снабжено лазерным блоком с датчиком интенсивности лазерного луча, датчиком тока накачки лазера , расположенным в блоке источника питания, и блоком электронного согласования. Операционный блок электрически подключен входом и выходом к инфракрасному преобразователю через блок электронного согласования, который подключен к входу и выходу блока управления , датчику тока накачки лазера и датчику интенсивности лазерного луча. Инфракрасный преобразователь выполнен с возможностью ориентирования по областям визирования окрестностей поверхностей, расположенных по ходу относительного движения лазерного луча по стыку, впереди и по боковым сторонам траектории стыка или относительно оси луча для контроля подходов к прихватке шва, к окончанию шва сплошного металла закрытого края и к окончанию шва кромки открытого края, окрестности поверхности теплового следа формируемой сварочной ванны, окрестности поверхности фокусировки лазерного пятна, окрестности тепловых следов контролируемых поверхностей лазерного блока для диагностирования их ненормативных режимов и отклонений. Изобретения позволяют в реальном времени диагностировать качество проплавления, дефекты лазерной сварки (непровар, перегрев, выброс, прожог, несплошности), снижение ресурса лазерного оборудования, недопустимые изменения параметров сварки (энергии лазерного луча, его накачки; временных режимов, в том числе длительности, частоты импульсов, скорости сварки; фокусировки лазерного пятна; зазора, отклонения от стыка и превышения кромок свариваемых деталей; газовой защиты зоны сварки). 2н. и 9 з.п.ф-лы, 1ил.