Способ лазерной пробивки отверстий

,1757826 0 51)5 В 23 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРС заготовку герметично закрепляют на кнутой камере повышенного давл подвергают ее воздействию лазерног чения по заданной программе до обр ния сквозного отверстия. На внутр поверхность заготовкй йЕред ее зак нием на камере повышенного давле носят слой магнитной жидкости и воздействием лазерного излучения повышенного давления с герметич креплен готовкой помещают в м ное поле 32твенно обьединение ьскийСССР65, ОБИВКИ ОТГ,В. Суходо идетельство 3 К 26/00, 1 ЗЕРНОЙ ПР ной за .2 ил,Изобретение относится к области обработки материалов высококонцентрированными источниками энергии и может быть использовано при лазерной пробивке от-. верстий в различных материалах;Существуют различные способы калибровки отверстий, полученных с помощью лазера, Например, калибровка отверстий с помощью пуансонов, путем химического травления, механическая обработка с. помощью алмазного порошка; калибровочных проволок и др. Однако, рассмотренные способы калибровки позволяют обрабатывать отверстия, глубина которых относительно невелика и соизмерима с их диаметром,Наиболее близким к изобретению способом является способ пневматической калибровки микроотверстий, Сущность способа заключается в том, что обрабатываемая лазерным лучом заготовка является стенкой камеры с повышенным давлением газа, выбрасывающего со стенок образованного отверстия расплавленный материал.Однако, данный способ применим лишь для сверления и калибровки одиночных(илинебольшого количества) отверстий, т.к. с увеличением количества получаемых отверстий увеличивается расход газа и снижается его давление в камере; чтосйльно влияет на воспроизводимость полученных результатов по диаметру и по точности обработки отверстий. К тому же, при таком методе калибровки на входе и выходе отверстий у некоторых материалбв образуются наплывы расплава материалов.изобретения является увеличеоизводимости результатов обраерстий, уменьшение наплывов Целью ние воспр ботки отв(57) ИспользованСущность изобр ие: сверление отверстий. етения; обрабатываемую незамения и о излу- азоваеннюю репления наперед камеру но за- агнит10 15 20 25 30 35 40 50 55 металла у входа и выхода отверстий и уменьшение расхода технологического газа,Поставленная цель достигается тем, чтообрабатываемая заготовка герметично закрепляется на незамкнутой камере повышенного давления и подвергаетсявоздействию лазерного излучения по заданной программе до образования сквозного отверстия, При этом, на внутреннююповерхность заготовки перед закреплениемее на камере повышенного давления наносят слой магнитной жидкости и перед воздействием лазерйого излучения камеруповышенного давления с герметично закрепленной заготовкой помещают е магнитное поле.Пример реализации способа,Обрабатываемая заготовка 1 (фиг, 1) со. слоем магнитной жидкости 2 на внутреннейповерхности является стенкой камеры 3 повышенного давления Р. Магнитная жидкость удерживается на заготовкемагнитным полем, создаваемым магнитнойсистемой, состоящей из магнитопроводящего ярма 4, полюса которого образованыпостояййыми магнитами или электромагнитами 5. Лазерное излучение, фокусируемоевыходной линзой 6, подается на заготовку 1через защитный экран 7. На фиг, 2 магнитное поле создается в зазоре между двумяпомещеннйми на внешнюю поверхностьзаготовки аксиально намагниченными коль. цевыми магнитами 4 и 5(назначение остальных элементов аналогично приведенным нафиг, 1), расположенными на одной оси одинвнутри другого.Нанесенный на внутреннюю поверхность заготовки слой магнитной жидкости стемпературой плавления и испарения нижетемпературы плавления обрабатываемогоматериала, вмомент образования сквозногоотверстйяиспаряется, и пары жидкостивместе со струей газа, проходя через образованное отверстие, ослабляют влияние неконтролируемого перераспределениярасплава материала, улучшают микрогеометриюповерхности отверстия, уменьшаютволнистость, наплывы и впадины на поверхности и формируют продольную форму отверстия, уменьшают конусность, а также: устраняют наплывы на входе и выходе отверстий.Пример выполнения способа;На внешнюю поверхность обрабатываемой стальной заготовки толщиной 0,5 ммпомещаются (один внутри другого) два аксиально намагниченных кольцевых магнита,создающих в зазоре между ними магнитное поле с напряженностью порядка 450 Э. На внутреннюю поверхность заготовки наносится тонкий слой магнитной жидкости (ГУ 6-09 - 066 - 946-79), которая удерживает ся магнитным полем и образует кольцо, повторяющее конфигурацию магнитного зазора.Заготовка с магнитами и магнитной. жидкостью помещается на камере новышенного (0,7 атм) давления газа и лазером на рубине через защитный экран производится по заданной программе сверление системыотверстий в заготовке черезмагнитный зазор.Для получения отверстий применяется многоимпульсный (по 10 импульсов на отверстие) метод обработки с использованием проекционной системы локализации лазерного излучения при длительности импульса 1 х 10 сек, энергия - 0.22 Дж и частоте следования импульсов 5 Гц. Статическая обработка полученных результатов показала, что при использовании магнитной жидкости с температурой плавления и испарения ниже температуры плавления обрабатываемой заготовки,избыточногодавления газа в камере и приведенных выше технологических параметров лазера, образуются круглые отверстия диаметром 100 мкм с повышенной по сравнению с прототипом точностью размерое формы и качества отверстий,Нестабильность диаметров отверстий относительно заданного значения 100 мкм не превышает 2, а отклонение продольного профиля отверстий от цилиндричности 1/400 при значении шероховатости внут. ренней поверхности отверстий Вг3 мкм.Способ йозволяет увеличить выход годных изделий с большим количеством отверстий, где брак определяется выходом за пределы допуска хотя бы одного отверстия. Формула изобретения Способ лазерной пробивки отверстий,при которой обрабатываемую заготовку 45 герметично закрепляют на незамкнутой камере повышенного давления и воздействуют на нее лазерным излучением до образования сквозного отверстия, о т л и ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и качества, а также снижения расхбда газа, на внутреннюю поверхность заготовки предварительно наносят слой магнитной жидкости, а перед воздействием лазерного излучения камеру с заготовкой помещают в магнитное поле.1757826 Составитель В.Попов Техред М,Моргентал еда кторктор Н Г нь каз 2960 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьтиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101