Исследование влияния различных вариантов подачи хладагента на параметры микротрещины

Страницы работы

Содержание работы

Исследование влияния различных вариантов подачи хладагента на параметры микротрещины.

Эксперименты проводились на стекле толщиной 1,0 мм. Мощность лазера P = 30 мА. Размеры пучка 2Ах2В = 31 х 0,5 мм.

Вариант №1.


Для подачи хладагента были использованы две одинаковые форсунки, расположенные последовательно (рис.1). В качестве хладагентов использовались вода и тушь в различных соотношениях. Скорость резки V = 150 мм/с.

рис.1

 
 


а) В первую форсунку 1 подавалась воздушно-водяная смесь, вторая форсунка 2 была выключена. Давление воздуха составляло.

б) В обе форсунки подавалась воздушно-водяная смесь. Давление воздуха - 6 бар.  Расход хладагента (воды в составе хладагента) – Х мл/мин. Наблюдается незначительное (какое?) углубление микротрещины, скорее всего, из-за лучшего охлаждения.

в) В первую форсунку подавалась дисперсия (тушь), а вторая была выключена. В этом случае микротрещина глубже (на сколько мкм и в %), чем по сравнению с водой.

г) В первую форсунку подавалась дисперсия (какая?), а во вторую вода, для лучшего охлаждения. В этом случае микротрещины получались самые глубокие ( больше на мкм или % по сравнению с а), б), в).

д) В первую форсунку подавалась вода, а во вторую дисперсия. В этом случае вода из первой форсунки заполняла микротрещину, и дисперсия из второй форсунки в неё уже не попадала.  Глубина микротрещины примерно такая же, как и в случае г) (?), визуализации не наблюдалось. Следует сделать вывод, что для визуализации микротрещины дисперсию следует подавать первой.

Форсунка №1

Форсунка №2

δ, мкм

а)

б)

в)

г)

д)

вода

вода

дисп.

дисп.

вода

--

вода

--

вода

дисп.

167

174

181

200

196

Вариант № 2.

рис.2

 

В этом случае хладагент подавался в виде водяной струи под давлением 7 бар из тонкого капилляра (диаметром  Х мм) (рис.2). Расстояние от капилляра до переднего фронта пучка составляло У мм. Спереди капилляр обдувался воздухом, чтобы хладагент не  попадал под пучок лазера.

При подаче воды получались микротрещины средней глубиной 205 мкм при скорости V = 150 мм/с. При подаче дисперсии (какой?) вместо воды, видимой микротрещины не наблюдалось, или наблюдалось очень плохо. Вызвано это тем, что сплошная водяная струя в отличие от аэрозоля не способна проникнуть в микротрещину из-за поверхностного натяжения. Охлаждающая способность капилляра с водой оказалась лучше, чем у обычной форсунки, и даже у двух поставленных друг за другом форсунок. Вся вода, поступающая из капилляра, под воздействием воздушного потока сдувается назад, обеспечивая продолжительное охлаждение зоны нагрева. Минусы – большой расход воды и вследствие этого трудность её быстрого удаления со стекла после резки.

Также проводились опыты, в которых капилляр прижимался вплотную к стеклу, но они не дали положительных результатов.

Вариант №3.

Для попытки улучшения эффективности подачи дисперсии в микротрещину, была изготовлена узконаправленная форсунка, которая опускалась на расстояние Х мм к поверхности стекла, т. е. как можно ближе (рис. 3). Таким образом, в зону образования микротрещины попадало больше дисперсии, и она меньше распылялась вокруг. Перед форсункой подавался воздух для обдува, как в предыдущем случае. Скорость резки составляла 100 мм/с (привести данные для 150 мм/сек). Давление воздуха в форсунке было 6 бар (расход воды в составе хладагента – Х мл/мин). В результате получалась однородно окрашенная микротрещина глубиной 237 мкм (фото 1).

Затем последовательно за узконаправленной форсункой была установлена обычная форсунка с водой (рис.4). Углубления микротрещины при этом не наблюдалось, и ухудшалась её контрастность (фото 2). Скорее всего, вторая форсунка частично вымывает частицы, попавшие из первой.


рис.3

 

               Рис. 3.                                                                       Рис. 4.

Вариант № 4.

Похожие материалы

Информация о работе