Исследование возможности упрочнения стекла лазерным излучением, страница 3

Из таблицы 1 видно, что образцы стекла с разными видами кромок имеют неодинаковую прочность на поперечный изгиб. Самая прочная - кромка лазерного реза: она ~ в 5 раз прочнее кромки, полученной в результате механической резки и в 1,5 - 2,5 раза прочнее гладкой кромки. Причем, кромка, полученная в результате раскроя лазером ленты стекла толщиной 6,0 мм прочнее (~ в 1,3 раза), чем полученная при раскрое стекла толщиной 4,0 мм. Возможно, это объясняется разной скоростью движения ленты стекла: 338,0 м/час - для стекла толщиной 4,0 мм и 234,0 м/час -для 6,0 мм. То есть стекло толщиной 6,0 мм в зоне действия лазерного луча находилось дольше.

О разной прочности исследуемых образцов можно судить по характеру их разрушения в результате поперечного изгиба, рис. 4.

Разрушение образцов стекла, имеющих кромку механического реза (рис.4а) и гладкие кромки (рис.4б), происходит с образованием ветвящихся трещин типа «елочки» и начинается с менее прочной кромки (в случае, изображенном на рис. 4а, разрушение всегда начинается с кромки реза), то есть с дефекта, находящегося на кромке.            

Рисунок 4. Характер разрушения образцов стекла с разными видами кромок при

испытании на поперечный изгиб а - образец с кромкой механического реза; б - образец с гладкими кромками;

в - образец с кромкой лазерного реза

Разрушение образцов стекла, имеющих кромку лазерного реза, показано на рисунке 4-в всегда происходило с образованием системы трещин, то есть начиналось с дефекта, удаленного от обеих кромок образца, что характерно, например, для ситаллов [4].

В таблице 2 приведены результаты испытания образцов стекла с разными видами кромок на термостойкость.

Таблица 2 - Термостойкость образцов стекла с разными видами кромок

Термостойкость определяли методом вертикального погружения нагретых образцов стекла в холодную воду. При испытании кромок реза остальные торцы были закрыты. При определении термостойкости поверхности стекла, все торцы испытываемого образца были закрыты с целью исключения влияния края.

Как видно из таблицы 2, самую низкую термостойкость имеют образцы с открытой кромкой механического реза. Как уже отмечалось, кромки механического реза для проведения данных испытаний получены при соблюдении оптимальных параметров раскроя, в противном случае (при наличии грубых щербин и сколов) термостойкость снижается до 80⁰С.

Термостойкость образцов стекла с открытой кромкой лазерного реза находится на уровне термостойкости поверхности. Причем, при испытании образцов с открытой кромкой механического реза разрушение начиналось со стороны реза. При испытании же кромки лазерного реза разрушение начиналось с гладкой кромки, кромка реза оставалась неповрежденной, рисунок 5.

Рисунок 5. Характер разрушения торцевой части образца стекла при определении его термостойкости

Таким образом, термостойкость листового стекла с краем, полученным в результате раскроя его лазером как минимум на 20 -30 % выше, чем с краем, полученным в результате механического раскроя, что особенно важно для теплопоглощающего стекла.