Получение отверстий методом лазерной обработки

Плотности мощности здесь используются порядка 10¹¹-10¹² Вт/м².Рассмотрим образование отверстия под действием одиночного импульса.

Если плотность мощности порядка 10¹⁰ Вт/м², то на поверхности может оказаться расплав и небольшое отверстие, которое тут же заплавляется этим металлом., т.к. этот расплавленный металл не выбрасывается из зоны действия импульса.

Если плотность мощности порядка 10¹¹ ВТ/м², то отверстие может углубляться, но част металла остается в отверстии и заплавляет его.

Если плотность мощности порядка 10¹¹ -10¹² ВТ/м², то металл выбрасывается из зоны обработки, но он еще не испаряется. Частично металл осаждается по краям на выходе в виде венчика. Удаляется материал под действием тех или иных сил по стенкам формируемого отверстия. Поэтому на стенках застывают гранулы (град) материала.

Если плотность мощности порядка 10¹³ ВТ/м², то возникает плазменная искра и никаких отверстий не образуется.

Если нарисовать отверстие сверху, то будет само отверстие, а вокруг венчик расплавленного металла (справа на рис.).

Следовательно, шероховатость поверхности от одиночных импульсов высока и доходит до 100мкм и более.

Увеличение мощности и энергии импульса к улучшению шероховатости не приведет. Так как в этом случае количество расплавляемого материала будет увеличиваться, и плотность мощности недостаточна, чтобы его удалить из более глубоких отверстий.

Улучшение шероховатости достигается путем применения многоимпульсной обработки короткими импульсами низкой мощности. При этом частота следования импульсов должна быть такой, чтобы металл между импульсами не успевал застывать. В этом случае удается получить отверстия с шероховатостью до 0,08мкм, диаметром от 0,5мкм до 800мкм. Отношение длины к длине до 50.

На глубину проплавления отверстия влияет точность фокусировки луча лазера. Если сфокусировали неточно, то это приведет к тому, что мы либо увеличили либо уменьшили пятно воздействия луча лазера. Оно будет располагаться либо над поверхностью, либо внутри нее.

Если пятно находится над поверхностью, то может образоваться небольшая луночка.Когда наведен фокус точно на поверхность, то лунка будет большей.

Если фокус находится внутри поверхности (до 1,5 –2мм), то глубина проплавленного отверстия увеличивается. Дальнейшее увеличение глубины приведет к расплавлению металла на небольшую глубину.