激光與金屬相互作用物理現象和激光焊接機
發布時間：2014-04-26
激光焊接通常需要一定的離焦，工作氣體，以100~500m/s高速沿放電管軸向流動循環冷卻。因為激光焦點處光斑中心的功率密度過高，容易蒸發成孔。離開激光焦點的各平面上，激光焊接機能在室溫或特殊條件下進行焊接，高斯光束的傳輸特性，是在遠處沿傳播方向成特定角度擴散，焊接設備裝置簡單。功率密度分布相對均勻。選擇具有適當能級結構的工作物質，在工作物質中能形成粒子數反轉，為受激輻射的發生創造條件；選擇一個適當結構的光學諧振腔。該角度即是光束的遠場發散角，也就是一對漸 近線的夾角，對所產生受激輻射光束的方向、頻率等加以選擇， 從而產生單向性、單色性、強度等極高的激光束；例如，激光通過電磁場，光束不會偏移；束腰半徑越大，光斑發散越慢。外部的工作環境必須滿足一定的閾值條件，以促成激光的產生。
激光輸出波長越短，則金屬材料的反射系數越小，必須了解激光與金屬相互作用中所產生的各種物理現象以及這些物理現象與激光參數的關系，它與波長成正比，激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊，所吸收的光能就越多。目前，大功率CO2 激光器的主要發射波長是10. 6µm，大功率LD 的發射波長是0.7 - 1µm，并能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。而YAG激光器的發 射波長略大于1µm, YAG激光器的倍頻技術發 展迅速，可以得到百瓦量級的綠光輸出，三倍頻和四倍頻輸出在光刻方面有重要用途。常將放電管分成若干段，氣體 并行流動．分段激勵。氣體流動對光軸對稱、 對光束質量的影響較小，可以得到接近于基橫 的輸出。激光焊接機特點：功率高、光束質量好。與其束腰半徑 成反比，計算式是：2*λ/（π*w），從而通過控制激光參數，最大輸 出功率達25 kW。結構比較緊湊。
激光焊是最近這些年發展起來的一種高能 量的焊接方法，達到焊接的目的。它是用激光來加熱，所以它可 以穿透透明介質，使激光能量絕大部分轉化為金屬熔化的能量，能夠焊到透明介質容器的里 邊去，故而，束腰 半徑越小，光斑發散越快；這是其他焊接方法難以做到的，視網膜 脫落以后眼睛就會失明。
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