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西安激光切割加工與材料碰撞的火花!

發布時間:2019-08-30

  激光加工金屬材料主要是基于光熱效應。當激光照射到材料表面時,在不同的功率密度下,材料的表面積會發生不同的變化。這些變化包括表面溫升、熔化、蒸發、小孔形成和光誘導等離子體產生。此外,材料表面積物理狀態的變化對材料的激光吸收有很大的影響。

  激光功率密度低,輻照時間短。金屬吸收的激光能量只能使材料溫度從表面上升到內部,但保持固相不變。僅適用于零件退火和相變硬化。

  隨著激光功率和輻照時間的增加,材料表面逐漸熔化。隨著輸入能量的增加,液固邊界向材料深度移動。這種物理過程主要用于金屬的表面重熔、合金化、熔覆和導熱焊接。

西安激光切割

 

  為了進一步提高功率密度和延長作用時間,材料表面不僅會熔化,而且會蒸發。蒸發的吳聚集在材料表面,通過弱電離形成等離子體。這種薄等離子體有助于材料吸收激光。在汽化膨脹壓力下,液體表面變形形成凹坑。此階段可用于激光焊接。

  此外,功率密度和輻照時間進一步增加,材料表面被強烈蒸發,形成高電離的等離子體。這種稠密的等離子體可以沿入射光束的方向傳播,屏蔽激光,大大降低激光入射到材料中的能量密度。在較大的蒸汽反應力下,熔融金屬內部形成小孔,通常稱為小孔。小孔的存在有利于激光吸收。這一階段可用于激光深熔焊接、切割和鉆孔、沖擊硬化等,在不同條件下,不同波長激光照射下不同金屬材料功率密度的具體值在每一階段都會有所不同。

  就激光的吸收而言,材料的汽化是一條分界線。當材料不汽化時,無論是固相還是液相,激光的吸收只是隨著表面溫度的升高而緩慢變化,而當材料汽化形成等離子體和小孔時,激光的吸收會突然變化。

  西安激光切割加工的物理基礎是激光與物質的相互作用,這是一個非常廣泛的概念。它不僅包括復雜的量子過程,還包括激光相互作用的宏觀現象和各種介質材料,如激光反射、吸收、折射、偏振、光電效應、氣體擊穿等。

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