Расчет мощности лазера, необходимой для получения на чугуне С4 24-44 закалённой дорожки шириной 0,45 см

Страницы работы

Содержание работы

Пример решения

Найти мощность лазера , необходимую для получения на чугуне С4 24-44 закалённую дорожку шириной , если эффективная плотность мощности . Коэффициент поглощения используемого покрытия . Температура плавления чугуна , а температура закалки . Теплопроводность , температурноупорность , скорость перемещения пучка до детали , -поправочный коэффициент.

Решение:

1. Определим глубину закалённой дорожки:

;

2. Найдем время действия теплового источника:

;

3. Определение радиуса лазерного пучка:

;

4. Мощность лазера:

.

Ответ: мощность лазера Р0 = 1,08 кВт.

Задачи для решения

1. На электронном уровне с энергией Е1, в теле вещества лазера, определить количество электронов N1, если известно количество электронов на уровне 2, равное 1,99, энергия уровня Е2 = 100 эВ, температура 300 К, интегральная излучающая способность абсолютно черного тела εт = 9545, энергетическая светимость тела Ет = 1050.

2. Определить плотности мощностей лазерного излучения для титана, необходимые для начала его плавления и начала его кипения и глубину проникновения тепла. Теплопроводность титана х = 0,23 Вт/(см∙град), р = 4,5 г/см3, с = 0,52 Дж/(г∙град), Тпл = 16680С, Ткип = 33300С, τ = 5 сек.

3. Определить число продольных мод излучения гелия – неонового лазера. Лазер генерирует излучение мощностью 2 мВт на длине волны  0,63 мкм. Его резонатор имеет длину 30 см. Температура рабочей  смеси в разрядной трубке лазера 400 К.

4.Во время электролизной обработки источник питания выдает количество импульсов в секунду fн = 20 с-1, амплитудные значения напряжение    Um = 380 В,             тока Im = 10 А. Промежуток времени в течении которого расходуется мощность источника питания τи = 10-7 сек. Определить мощность источника импульсного генератора Р.

5.Определить длину волны излучения λ, если известно, что источник света мощностью Р = 100 Вт,испускает N = 5×1020 фотонов за t = 1c.

6.Определить плотности мощностей для начала его плавления и начала его кипения лазерного излучения для титана. Теплопроводность титана  =0,23Вт/(см . град), , с=0,52Дж/(г . град), , температура Тпл=17000 С, Ткип=33000 С.

7.Определить угол между направлениями распространения соседних типов колебаний Ө и скорость их распространения ∆V, если известно, что целое число колебаний g = 5, постоянная Планка h = 6,6∙10-34 Дж∙с, скорость света с = 3∙108 м∙с-1, энергия фотона Е = 0,81 эВ, показатель преломления среды n = 1,4.

8.Определить амплитудное значение тока источника питания  во время электролизной обработки, если известна мощность импульсного генератора  Вт, его амплитудное значение напряжения  В. Промежуток времени в течении которого расходуется мощность источника питания  сек, количество импульсов выдаваемых источником в секунду  с-1.

9.Определите глубину резания лучом лазера h, если энергия излучения в импульсе Е = 4000 Дж, теплота испарения вещества Lв = 54370 К, половинный угол раствора светового конуса γ = 300, шаг обработки s = 0,004 м, радиус rэ = 0,01 м.

10.Найти разрядный ток i* с емкостного источника питания лазера через индуктивность на лампу, если известно, что величина мощности накопителя с=5 мкФ, время длительности импульса tи=4 мс, время разряда в о.е. t*=2, длина лампы l=10 см, а диаметр газоразрядного промежутка d=5 мм, напряжение на конденсаторе U=100 В.

11. Определите максимально возможную скорость резания лучом лазера vmax, если энергия излучения в импульсе Е = 4000 Дж, теплота испарения вещества Lв = 54370 К, половинный угол раствора светового конуса γ = 300, шаг обработки s = 0,004 м, радиус rэ = 0,01 м, fИ = 1 Гц.

12. Определить отношение количества атомов по энергетическим уровням N2/N1, частоту излучения электромагнитных волн v, импульс фотона р, если известно: Т = 3000 К – температура реакции, k = 1,38∙10-23 Дж/К – постоянная Больцмана, Е1 = 5∙106 Дж, Е2 = 4∙106 Дж, Е3 = 3∙106 Дж – энергия атомов на уровнях 1, 2 и 3, постоянная Планка h = 6,62∙10-34 Дж∙с, длина волны λ = 15∙10-8 м. А также определить наименьший теоретический диаметр площадки D, на который можно сфокусировать монохроматическое излучение равное длине его волны, зная фокусное расстояние между линзой и центром площадки F = 0,5 м.

13. Найдите теоретическое значение шероховатости поверхности реза Rz, при шаге обработки s = 0,004 м, радиусах rЭ = 0,001 м, nИ  = 5.

Похожие материалы

Информация о работе