Мы часто пишем о том, что лазерное излучение доставляет энергию в точку обработки. Лазер обеспечивает минимальную ширину реза и красивый сварной шов. Но что происходит рядом с зоной обработки?
Почему локальный нагрев влияет на металл не только в зоне обработки?
Металлы хорошо проводят тепло. При одной и той же комнатной температуре металл на ощупь будет холоднее, чем пластик или дерево — это значит, что металл быстро отводит тепло от руки. Как только металл нагревается в одной точке, благодаря высокой теплопроводности тепло начинает распространяться к ненагретому материалу, пытаясь привести систему в тепловое равновесие — поэтому так трудно локально нагреть металл до температуры плавления. Температура повышается не только локально, но и медленно спадает по направлению от зоны воздействия.
Сильному нагреву подвергается и область вокруг зоны обработки. Для этого явления существует термин — зона термического влияния.
Что такое зона термического влияния?
Зона термического влияния (ЗТВ) — это участок обрабатываемого металла, который в процессе обработки не расплавился, но его микроструктура и свойства изменились.
По распределению температур нагрева в пределах зоны термического влияния выделяют такие участки:
- линия сплавления
- участок неполного расплавления
- участок перегрева
- участок нормализации
- участок неполной перекристаллизации
- участок рекристаллизации (отпуска)
- участок синеломкости (старения)
В некоторых случаях увидеть границу зоны термического влияния можно невооруженным глазом, как на фотографии ниже.
Какие изменения происходят в зоне термического влияния?
Происходит изменение механических и физико-химических свойств металла, например, может повыситься твердость. Если на последующих технологических переходах предусматривается сварка кромок, то может понадобиться механическая обработка для удаления участка термического влияния.
От чего зависит размер зоны термического влияния?
Размер ЗТВ связан с теплопроводностью материала: при большом коэффициенте теплопроводности скорость охлаждения зоны обработки высока и зона влияния относительно мала.
Важную роль также играет количество вложенной энергии — процесс газовой сварки идет при высокой погонной энергии, из-за чего размер ЗТВ достигает 20…25 мм. Лазерная и электронно-лучевая сварка проходят при высокой концентрации энергии, что приводит к уменьшению размеров ЗТВ до нескольких миллиметров и даже меньше. Дуговая сварка занимает промежуточное положение: ширина ЗТВ от 2 до 10 мм.
Минимизация ЗТВ сохраняет механические свойства и точность размеров вырезаемой детали. Размер ЗТВ при лазерной резке и сварке минимален относительно других видов термической резки.
Как бороться с термическим влиянием лазерной обработки?
Современные системы лазерной резки обеспечивают точный контроль параметров лазера и вспомогательных газов для оптимизации качества резки для уменьшения теплового воздействия, а также оптимизируют траекторию для предотвращения деформации вырезаемых деталей.
Читайте о лазерной обработке в наших подборках
Все о лазерной резке, лазерной сварке, лазерной гравировке и лазерном упрочнении.
Лазерные технологии в ЛАССАРД
Мы также покажем, как лазерные технологии работают на практике в станках для резки, сварки, маркировки, очистки и упрочнения, а также в гибридном станке 3 в 1.
Наши контакты:
📱 Сайт
👥 ВК
📺 RUTUBE
🏭 Наше производство и шоурум: ОЭЗ «Технополис Москва», 109316, Россия, Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5, пом. 1Н
📞 Наш телефон: +7 495 120 68 86
✉️ Наша почта: sales@lassard.ru