страница - 0
Лазерная перфорация отверстий в титановой фольге
Сысоев В.К. (sysoev@laspace.ru), Вятлев П.А.,
Захарченко А.В., Лезвинский К.Л. ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», г. Химки, Россия
Введение
Применение фильтрующих элементов из высокопористых коррозийно-стойких металлов, таких как титан, обеспечивает высококачественную очистку газовых жидких компонент химического производства. Поэтому изготовление фильтрующих элементов из титана различными методами, включая и лазерную перфорацию отверстий в титановой фольге, является актуальным.
Методы перфорации отверстий в титановой фольге весьма разнообразны и среди них наиболее высококачественным является лазерная перфорация [1-3]. Лазерная перфорация позволяет получать отверстия в широком диапазоне размеров и различных форм самого отверстия. Применение проекционных методов позволяет также увеличить производительность процесса лазерной перфорации. Использование фильтрующих элементов из титана в высокоскоростных потоках химических реагентах предполагает ряд требований к параметрам отверстий: - минимальный разброс геометрических размеров отверстий и отсутствие дефектов на краях отверстий, приводящих к разрушению фильтрующих элементов.
Целью данной работы было исследование применения различного типа лазеров для перфорации отверстий в титановой в фольге марки ВТ 1-0 толщиной 100-200 мкм и диаметром менее 50 мкм.
Экспериментальная установка
Для перфорации отверстий в титановой фольге толщиной 100-300 мкм диаметром 15-50 мкм с шагом 50 мкм была создана установка, состоящая из лазерного излучателя, двухкоординатного стола, оптической системы.
В качестве лазерного излучателя использовались три излучателя с различной длиной волны с примерно одинаковыми импульсными характеристиками, что показано в табл. 1.
Таблица 1.
Параметры лазерных излучателей и коэффициент отражения титановой фольги
№ | Тип излучателя | Длина волны излучателя, X, мкм | Энергия в импульсе, S, Дж | Длительность импульса излучения, т, нсек | Коэффициент отражения, R, % |
1 | Эксимерный лазер | 0,24 | ~ 0,005 | 10 | 30 |
2 | 2я гармоника Nd лазер | 0,53 | ~ 0,1 | 10 | 50 |
3 | Nd лазер | 1,06 | ~ 0,1 | 10 | 60 |
Как известно, высококачественная лазерная перфорация отверстий в металле предполагает оптимизацию следующих факторов:
-спектров излучения лазерного излучения и спектра поглощения обрабатываемого металла;
-геометрические размеры отверстий (менее 50 мкм) предполагают использование коротковолновых лазеров;
-теплофизические параметры титана предполагают оптимизацию длительности и формы импульса излучения.
Фотография полученных перфорированных титановых фольг и фото отдельного отверстия показаны на рис.1.
аб
Рис.1. Фотографии отверстий перфорированных эксимерным лазером в титановой фольге (а - ряды отверстий; б - отверстие).
Характеристики полученных отверстий
В рамках данной работы было проведено, прежде всего, измерение энергетических порогов получения одинаковых по геометрии отверстий в титановой фольге толщиной 100 мкм и диаметром 50 мкм в зависимости от типов лазеров.
Как показали данные исследования энергетически выгодно использование коротковолновых лазеров, что вполне объясняется тем, что измеренные авторами коэффициенты отражения соответствуют данным работы [4] у титановой фольги и в области 0,3 мкм вдвое меньше, чем в области 1 мкм, что показано на рис.2.
В данной работе рассматривались отверстия, полученные как моноимпульсным, так и многоимпульсным типом обработки. Полученные
Полученные образцы титановой фольги с перфорированной площадкой 20 х 20 мм после измерений параметров отверстий подвергались гидростатическому испытанию на прочность под давлением.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] Туры в самые теплые страны мира отдых в Египте, и других теплых городах и странах.