Международные конференции в 2008 году
Международные конференции ИПЛИТ РАН в 2008 году.
С 22-го по 26-е сентября 2008 г. в г. Адлер проходила XIX Международная конференция "ЛАЗЕРЫ В НАУКЕ, ТЕХНИКЕ, МЕДИЦИНЕ", на которой молодыми учёными нашего института было сделано несколько докладов.
«ВЛИЯНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПУЛЬСАЦИЙ ГАЗОВОГО ПОТОКА НА ВЫХОДНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ НЕУСТОЙЧИВОГО РЕЗОНАТОРА» (Гришаев Р.В., Дубров В.Д., Завалов Ю.Н. Хоменко М.Д.) Рассмотрено влияние на распределения интенсивности и фазы выходного излучения эффекта светорассеяния внутрирезонаторного излучения на турбулентных пульсациях потока активной среды для случая неустойчивого резонатора. Рассчитывалось распространение излучения внутри лазерного резонатора с турбулентной активной средой, описанной в приближении Кармана для спектра турбулентных пульсаций показателя преломления. Показано, что с ростом турбулентности распределение поля становится все более изрезанным, и угловая расходимость выходного излучения растет.
«ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ПРОШИВКИ НАЧАЛЬНОГО ОТВЕРСТИЯ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКЕ» (В.С.Майоров, С.В.Майоров, М.Д.Хоменко, А.К.Епифанов) Обязательной операцией при лазерной резке является пробивка начального отверстия в материале - врезка. Требования к прецизионной бездефектной врезке иные, чем при перфорации отверстий; соответственно, принципиально другими будут и рекомендованные режимы лазерного воздействия. Главным является уход от коротких импульсов высокой интенсивности в сторону менее мощных лазерных импульсов с достаточно длинным спадающим задним фронтом.
На Международной конференции «Оптика лазеров 2008» 23-28 июня 2008 года, Санкт-Петербург. Были представлены следующие работы наших молодых учёных:
«ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ ГАЗО-ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА» (М.Г. Галушкин, В.С. Голубев, Р.В. Гришаев, Ю.Н. Завалов) Газолазерная резка занимает важное место среди современных технологий обработки материалов. Ее дальнейшее развитие и успех в большой степени зависят от исследования взаимосвязанных фотонных, термофизических, газо- и гидродинамических процессов, участвующих в этой технологической операции. Большое количество данных об испытаниях показывает, что высокая эффективность газолазерной резки может быть достигнута при согласовании основных контролируемых параметров процесса: скорости резки, мощности лазерного пучка и толщины образца. Эта важная проблема решается путем эмпирического выбора значения скорости при сохранении постоянной мощности и при заданной толщине образца. Тем не менее, возможности этого метода ограничены, особенно для случаев резки по сложному контуру и резки с предельной скоростью. В этой связи использование диагностики условий резки в реальном времени приобретает существенное значение. Температура фронта реза главным образом относится к параметрам, содержащим информацию о процессе резки. По этой причине во многих работах, например в [1], описывается измерение температуры с помощью пирометрических методов. Таким способом наблюдались изменения и случайные флуктуации температуры на фронте реза и была отмечена взаимосвязь изменений температуры и ширины бороздок на стенках реза.
В работе представлены результаты анализа физических причин изменений температуры фронта реза. Показано, что эти изменения имеют релаксационную природу и проявляются с типичной частотой, пропорциональной скорости резки и обратно пропорциональной ширине расплавленного слоя в зоне резки. Появление изменений температуры главным образом связано с конечным временем удаления расплава потоком сопутствующего газа. В этом случае флуктуирующая компонента изменения температуры отражает статистические характеристики случайных изменений ширины слоев жидкого металла, формы поверхности реза и образования капель расплава. Предложен и реализован метод определения амплитуды изменения температуры, который основан на измерении отношения амплитуд первых двух гармоник из четырех. Проведено детальное сравнение теоретических результатов и экспериментальных данных.
«ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ ГАЗОЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА» (М.Г. Галушкин, В.С. Голубев, Р.В. Гришаев, Ю.Н. Завалов) В работе представлены результаты анализа физических причин изменений температуры фронта реза. Показано, что эти изменения имеют релаксационную природу и проявляются с типичной частотой, пропорциональной скорости резки и обратно пропорциональной ширине расплавленного слоя в зоне резки. «УПРАВЛЕНИЕ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКОЙ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ С ПОМОЩЬЮ ПИРОМЕТРА» (Ю.Н. Завалов, А.В. Дубров, Н.Г. Дубровин, В.Д. Дубров) В работе исследуется возможность применения методов оптической пирометрии для управления с помощью ЭВМ в реальном времени и оптимизации резки листов из стали. Предложенная система управления, использующая флуктуации оптического излучения расплава, дает возможность определить колебания температуры спектра и отклонения температуры в области взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемым материалом. Проведено исследование, имеющее целью установить взаимосвязь между спектром локальных изменений яркостной температуры и типичными масштабами изменения профиля боковой грани листа, образующегося в канале. Показано, что спектральные данные могут представить статистически надежную информацию о степени шероховатости стенок канала. Спектр шероховатости профиля отображает резонансные частоты изменения профиля, соответствующие флуктуациям локальной яркостной температуры. В то же время наблюдались один 26.12.2008 или несколько (с нарастанием давления) видов движения колебательного типа, которое не зависит от скорости перемещения образца. С практической точки зрения результаты изучения резонансных частот спектра максимальных колебаний яркостной температуры в зоне воздействия лазерного излучения на материю могут быть использованы для прогнозирования шероховатости боковых стенок образующегося сквозного канала, а также для осуществления адаптивного контроля за скоростью образца. Но в этом случае следует учитывать зависимость спектра изменения температуры от давления сопутствующего газа. Эта система, применяемая для контроля качества и эффективности резки, обеспечивает стабильность и воспроизводимость измерений.
«ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОКАНАЛЬНОГО ПИРОМЕТРА В ТЕХНОЛОГИИ ГАЗОСТРУЙНОЙ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ ПЛАВЛЕНИЕМ» (В.С. Голубев, Ю.Н. Завалов, А.В. Дубров, Р.В. Гришаев, В.Д. Дубров) Газолазерная резка плавлением занимает важное место среди современных технологий обработки материалов. Ее дальнейшее развитие и успех в большой степени зависят от исследования взаимосвязанных фотонных, термофизических, газо- и гидродинамических процессов, участвующих в этой технологической операции. Большое количество данных об испытаниях показывает, что высокая эффективность газоструйной лазерной резки плавлением может быть достигнута при согласовании основных контролируемых параметров процесса: скорости резки, мощности лазерного пучка и толщины образца. Эта важная проблема решается путем эмпирического выбора значения скорости при сохранении постоянной мощности и при заданной толщине образца. Тем не менее, возможности этого метода ограничены, особенно для случаев резки по сложному контуру и резки с предельной скоростью. В этой связи использование диагностики условий резки в реальном времени приобретает существенное значение. Температура фронта реза главным образом относится к параметрам, содержащим информацию о процессе резки. По этой причине во многих работах, например в [1], описывается измерение температуры с помощью методов пирометрии. Мы исследовали динамику расплава в процессе газоструйной СО2 лазерной резки плавлением путем применения многоканального пирометра. Для этой цели использовалась линейка из четырех двухцветных фотодиодов. Яркость локальных точек расплава измерялась точно с пределом допуска около 0,1 мм при временном разрешении до 0,25 мс посредством оптоволоконного кабеля. Сообщаются результаты обработки сигнала для стальной пластины толщиной 6 мм и 10 мм. Измерения локальной яркости и яркостной температуры проводились для различных значений скорости резки и давления сопутствующего газа. Представлен метод исследования пространственной динамики расплава, основанный на многоканальном корреляционном анализе. Показано, что этот метод позволяет получать информацию о перемещениях расплава в процессе лазерной резки.
