Исследование физических особенностей и технологических возможностей непрерывного оптического разряда

Abstract

С целью исследования физических особенностей и технологических возможностей непрерывного оптического разряда, был создан ряд лабораторных стендов и плазмотронов, на которых определялись диапазоны вариации энергетических, газодинамических, химических и конструктивных параметров, обеспечивающих стабильность процесса обработки. Было установлено, что при изменении мощности излучения СО₂-лазера в диапазоне 1,5…6,0 кВт мощность непрерывного оптического разряда изменяется линейно, а мощность лазерного излучения, прошедшего сквозь разряд, может регулироваться от 8 до 40 % мощности излучения СО₂-лазера. Показана возможность дополнительного энерговклада в непрерывный оптический разряд от источника постоянного тока, при этом мощность дополнительного вклада может превышать мощность лазерного излучения. Непрерывный оптический разряд, одновременно с прошедшим через него лазерным излучением, целесообразно использовать для получения новых материалов, наноструктурированных углеродных и алмазных пленок, сфероидизации тугоплавких материалов, модификации поверхностей, наплавки и других родственных технологий.

З метою дослідження фізичних особливостей і технологічних можливостей неперервного оптичного розряду, був створений ряд лабораторних стендів і плазмотронів, на яких визначалися діапазони варіації енергетичних, газодинамічних, хімічних і конструктивних параметрів, що забезпечують стабільність процесу обробки. Було встановлено, що при зміні потужності випромінювання СО₂-лазера в діапазоні 1,5...6,0 кВт, потужність неперервного оптичного розряду змінюється лінійно, а потужність лазерного випромінювання, що пройшло крізь розряд, може регулюватися від 8 до 40 % потужності випромінювання СО₂-лазера. Показана можливість додаткового енерговкладу в неперервний оптичний розряд від джерела постійного струму, при цьому потужність додаткового вкладу може перевищувати потужність лазерного випромінювання. Неперервний оптичний розряд, одночасно з лазерним випромінюванням, що проходить через нього, доцільно використовувати для отримання нових матеріалів, наноструктурованих вуглецевих і алмазних плівок, сфероїдизації тугоплавких матеріалів, модифікації поверхонь, наплавлення та інших споріднених технологій.

In order to study physical features and technological capabilities of continuous optical discharge, a number of laboratory stands and plasmatrons were developed, which were used to determine the ranges of variation of energy, gas-dynamic, chemical and design parameters, providing stability of processing operations. It was found that at the change of power of CO₂-laser radiation in the range of 1.5 – 6.0 kW, power of continuous optical discharge changes linearly, while power of laser radiation, passing through the discharge, can be regulated to be from 8 to 40% of CO₂-laser radiation power. Shown is the possibility of additional energy input into continuous optical discharge from direct current source. Here, power of additional input can exceed that of laser radiation. It is rational to apply continuous optical discharge, together with laser radiation which passed through it, to produce new materials, nanostructured carbide and diamond films, spheroidizing of refractory materials, surface modification, surfacing and other related technologies.