POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA
LABORATORIUM LTM
Temat Kształtowanie laserowe metali.
Data: 26. 05. 1997	Wykonał: Wiecha Jarosław	Grupa: 22 B

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z laserowym kształtowaniem metali ze szczególnym uwzględnieniem kształtowania rur.

Ćwiczenie jest kontynuacją poprzedniego, w którym mierzyliśmy wpływ prędkości i mocy wiązki lasera na kąt zagięcia.

Zmianę kształtu przedmiotu dokonuje się dwoma procesami:

- procesem laserowego nagrzewania wiązką lasera;

- procesem schładzania np. strumieniem rozpylonej cieczy;

Zastosowanie obróbki laserowej do kształtowania profili rurowych:

- gięcie, spęczanie, zwężanie rur;

- tworzenie na walcowych powierzchniach rur gwintów;

- zaciskanie rur celem wytworzenia szczelnego połączenia;

Praktyczna część ćwiczenia polega na poszerzeniu średnicy rury (wytworzeniu żebra) w funkcji ilości cykli napromieniowań.

Kształtowaniu poddajemy rurę o średnicy początkowej d = 45,0 mm, o grubości ścianki g = 1,5 mm. Średnica wiązki lasera wynosi 15,0 mm, odległość rury od dyszy równa się 200 mm. Współczynnik pochłaniania ciepła wynosi 0,7 - 0,75.

Zapis wyników.

Prędkość V = 15 obr/min
Moc P = 650 W
Liczba cykli	Średnica rury
20	47,00
30	48,35
40	49,45

Wykres zależności wzrostu średnicy od liczby cykli napromieniowania:

Wnioski

Laserowe kształtowanie profili rurowych jest procesem wolniejszym niż omawiany w poprzednim ćwiczeniu ze względu na większą sztywność rur. Dlatego dla uzyskania żądanych zmian kształtu należy stosować przebieg wielokrotny wiązki lasera (zwiększona liczba cykli).

W ćwiczeniu, przy zadanych parametrach V = 15 obr/min (15 s. jeden obrót, 4 obroty w ciągu minuty) i P = 650 W, średnica rury zwiększyła się z 45,0 mm d0 47,0 mm po 20 cyklach. Dalszą zależność przedstawia wykres. Zależność przyrostu średnicy od liczby cykli nie jest liniowa lecz początkowo pomału wzrasta, po czym zwiększa się i z powrotem maleje. Na wykresie jest to trudno zauważyć, gdyż liczba punktów pomiarowych jest zbyt mała aby można było wyznaczyć prawidłowy charakter zależności.

Nie można zwiększyć odkształcenia w jednym cyklu przez zwiększenie mocy wiązki, gdyż spowoduje to przegrzanie materiału, jego lokalne stopienie lub nawet przecięcie. Moc wiązki zależy od grubości materiału (głównie).

Wykorzystanie lasera do tego rodzaju obróbki jest nieekonomiczne ze względu na zbyt małą efektywność w porównaniu z innymi metodami. LKM wykorzystuje się tam, gdzie są ono konkurencyjne i daje lepsze efekty i lepsze własności niż inne metody. Niewątpliwą zaletą kształtowania laserowego jest to, że podczas procesu spójność materiału nie zostaje naruszona. Materiał zostaje odkształcany bez zrywania wiązań międzykrystalicznych. Również przy wyginaniu rur uzyskujemy lepsze efekty, gdyż ścianki kolanka zachowują wszędzie jednakową grubość.

---