Раскрой полуфабрикатов и изделий из сплавов титана методом лазерной резки

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В статье рассмотрен раскрой полуфабрикатов и изделий из сплавов титана методом лазерной резки. Изучен мировой рынок потребителей и производителей систем лазерной обработки. Проведены опытные работы на натурных образцах горячедеформированных плит и штамповок. Выполнена оценка производительности и показателей качества поверхности плоскости реза. Представлены результаты исследований показателей качества поверхности плоскости реза и приповерхностных зон термического влияния.

Full Text

Restricted Access

About the authors

С. Н. Полянский

Компания «Инновационные технологии»

Author for correspondence.
Email: psn50@mail.ru
Russian Federation, Екатеринбург

С. В. Бутаков

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: psn50@mail.ru
Russian Federation, Екатеринбург

Л. В. Мальцев

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: psn50@mail.ru
Russian Federation, Екатеринбург

И. С. Ольков

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Email: psn50@mail.ru
Russian Federation, Екатеринбург

В. А. Александров

Уральский государственный аграрный университет

Email: psn50@mail.ru
Russian Federation, Екатеринбург

References

  1. Giordano G. Which Cut is Best, Water or Laser? July 14, 2021. SME Media. URL: https://www.sme.org/technologies/articles/2021/july/which-cut-is-best-water-or-laser/
  2. Laser cutting. October 24, 2023/ URL: https://engineeringproductdesign.com/knowledge-base/laser-cutting/.
  3. Olexa C. C. The Future of Laser Technology. August 27, 2014. URL: https://fsmdirect.com/the-future-of-laser-technology/
  4. The laser Cutting Machine Global Market. 2024–2033/ Published Jan. 2024. URL: https://www.thebusinessresearchcompany.com/report/laser-cutting-machine-global-market-report
  5. Laser Cutting Machinesis Market report summarizes top key players overview as TRUMPF, Coherent, Inc, IPG Photonics Corporation, FANUC Corporation, among others. URL: https://www.fortunebusinessinsights.com/laser-cutting-machines-market-102879
  6. Global Laser Cutting Machines Market Size, Share, Competitive Landscape and Trend Analysis Report by Technology (Solid-State lasers, Gas Lasers, and Semiconductor Laser), Process (Fusion Cutting, Flame Cutting, and Sublimation Cutting), and End User (Automotive, Consumer Electronics, Defense and Aerospace, Industrial, and Others): Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2014–2022. May 2017. URL: https://www.alliedmarketresearch.com/laser-cutting-machines-market
  7. Global Laser Cutting Machines Market by Technology (Solid-State lasers, Gas. URL: https://reportocean.com/industry-verticals/sample-request?report_id=31057
  8. Kimla P. Realities of high-power fiber laser cutting. Nov. 17, 2021. URL: https://www.industrial-lasers.com/cutting/article/14212263/realities-of-highpower-fiber-laser-cutting
  9. Sarrafi R., Jia J., Zhang J., Mendes M. Advances in cutting with ultrahigh-power fiber lasers. Sept. 20, 2022. URL: https://www.laserfocusworld.com/laser-processing/article/14282662/advances-in-cutting-with-ultrahighpower-fiber-lasers
  10. Shcherbakov E. A., Fomin V. V., Abramov A. A., Ferin A. A., Mochalov D. V., Gapontsev V. P. Industrial grade 100 kW power CW fiber laser in Advanced Solid-State Lasers Congress / Eds. G. Huber, P. Moulton. OSA Technical Digest (online) (Optica Publishing Group, 2013), paper ATh4A.2. URL: https://opg.optica.org/abstract.cfm? URI=ASSL-2013-ATh4A.2
  11. Игнатов А. Г. Новые тенденции в лазерном раскрое металла // РИТМ машиностроения. 2019. № 7. С. 20. URL: https://ritm-magazine.com/ru/public/novye-tendencii-v-lazernom-raskroe-metalla
  12. Kovalev O. B. Actual principles of the simulation of state-of-the-art technologies of laser processing of materials // Proc. SPIE7996, Fundamentals of Laser-Assisted Micro- and Nanotechnologies 2010. 2011. Т. 7996. 799602. https://doi.org/10.1117/12.887239
  13. Polyanski S. N., Butakov S. V., Mal’tsev L.V., Olkov I. S., Popov M. A., Leder M. O. Cutting Methods for Thick Titanium Alloy Slabs // Russian Engineering Research. 2018. V. 38 (9). P. 694. https://www.metalformingmagazine.com
  14. Boudjemline A., Boujelbene M., Bayraktar E. Surface Quality of Ti-6Al-4V Titanium Alloy Parts Machined by Laser Cutting // Eng. Technol. Appl. Sci. Res. 2020. V. 10 (4). Р. 6062.
  15. Andersson N., Granberg C. Laser cutting in Ti-6Al-4V sheet: DOE and evaluation of process parameters Informative. Diploma work. Department of Materials and Manufacturing Technology. Gothenburg, Sweden: Chalmers University of Technology. 2015. 38 p. URL: https://odr.chalmers.se/server/api/core/bitstreams/212a684c-ccad-4875-93e0-b1116f12816a/content
  16. Riveiro A., Quintero F., Boutinguiza M., Del Val J., Comesaña R., Lusquiños F., Pou J. Laser Cutting: A Review on the Influence of Assist Gas // Materials 2019. V. 12. P. 157. https://doi.org/10.3390/ma12010157
  17. Смородин Ф. К., Хайруллина Л. Р. К исследованию процесса лазерной резки титана в газовой струе кислорода и азота // Проблемы нелинейного анализа в инженерных системах. 2014. Вып. 2 (42). Т. 20. С. 87.
  18. Ледер М. О., Соколов К. В., Бровин М. А., Попов М. В., Полянский С. Н. РФ Патент 2695092. Способ обрезки облоя штампованных поковок из титановых сплавов, 2019. 8 с.
  19. Взаимосвязь параметров реза. URL: https://jetdivision.ru/stati/2-statya-1.html
  20. Alsoufi M. S., Suker D. K., Alsabban A. S., Azam S. Experimental Study of Surface Roughness and Micro-Hardness Obtained by Cutting Carbon Steel with Abrasive WaterJet and Laser Beam Technologies // American Journal of Mechanical Engineering. 2016. V. 4 (5). Р. 173.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. LASER CUT 3015-3-2-S laser cutting machine.

Download (115KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Laser cutting surface plane of a 55 mm thick Ti6Al4V plate: (a) - nitrogen; (b) - argon.

Download (98KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Setting up the die before the cutting operation.

Download (108KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Stamping with the chip removed.

Download (90KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Surface of the laser cutting plane.

Download (99KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Surface roughness of the cutting plane of the forging from Ti6Al4V alloy, hail height 34 mm (20-40 mm).

Download (133KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Microstructure of the surface of the cutting plane of forging from Ti6Al4V alloy, thickness (averaged) of 34 mm: (a) - laser beam input; (b) - laser beam output.

Download (139KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Dependence of cutting speed of titanium alloy plates on metal thickness (separation cut): 1 - laser; 2 - GAR Q1.

Download (67KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences