激光與加工材料之間的相互作用
發布時間:2016-12-09 | 來源:星鴻藝激光焊接運營部 | 分享:
目前,激光加工用激光多處于紅外波段(CO2激光——10.6pm,YAC激光——l0.6um)。根據材料吸收激光能量而產生的溫度升高,可以把激光與材料相互作用過程分為如下幾個階段:
(1)無熱或基本光學階段。從微觀上來說.激光是高簡并度的光于,當它的功率(能量)密度接低時,絕大部分的入射光子被材料(金屬)中電子彈性散射,這階段主要物理過程為反射、透射和吸收。由于吸收成熱甚低,不能用予一般的熱加工,主要研究內容輯于基本光學范圍。
(2)相變點以下加熱(T<Th)。當入射激光強度提高時·入射光子與金屬中電子產生非彈性散射,電子通過“逆軔致輻射效應”,從光子獲取能量。處于受激態的電子與聲子(晶格)相互作用,把能量傳給聲子,激光強烈的品格振動.從而使材料加熱。當溫度低手相變點T<Th)時,材料不發生結構變化。從宏觀上盾,這個階段激光與材料相互作用的主娶物理進程是傳熱.
(3)在相變點以上但低子熔點加熱( Th<T<Tm)。這個階段為材料固態相變,存在傳熱和質量傳遞物理過程,主要工藝為激光相變硬化,主要研究激光工藝參數與材料特性對硬化的影響。
(4)在熔點以上,但低十汽化點加熱(Tm<T<Th)。激光便材料熔化,形成熔池。熔池外主要是傳熱,熔池內存在三種物理過程傳熱,對流和傳質。主要工藝為檄光熔凝處理,激光熔覆、激光合金化相激光傳導焊接。
(5)汽化點以上加熱-等離子體現象。激光使材料汽化,形成等離f陣,這在激光深熔焊接中是經常見到的現象.利用等離子體反沖效應,還可以對材料世行沖擊硬化。
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