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新聞資訊

激光與材料相互作用的過程分析

作者: 點(diǎn)擊:740  發(fā)布日期:2019年01月16日
信息摘要:
是繼機(jī)械加工、力加工、火焰加工和電加工之后一種嶄新的加工技術(shù)。作為極具特色的光源,也稱作“光刀”,它可以解決不同材料的加工、成型、制備等各種制造問題。作為神奇的“光刀”,它有許多特點(diǎn):其空間特性的能量分布,根據(jù)需要可“尖”可“鈍”,具時(shí)間特

是繼機(jī)械加工、力加工、火焰加工和電加工之后一種嶄新的加工技術(shù)。作為極具特色的光源,也稱作“光刀”,它可以解決不同材料的加工、成型、制備等各種制造問題。作為神奇的“光刀”,它有許多特點(diǎn):其空間特性的能量分布,根據(jù)需要可“尖”可“鈍”,具時(shí)間特性,可連續(xù)或調(diào)制輸出,根據(jù)被加工材料的吸收系數(shù),其波長(zhǎng)覆蓋到紫外。各種光的參數(shù)搭配,被加工材料范圍可從金屬、復(fù)合材料、材料、陶瓷、玻璃、皮革、布料到人造纖維等,以及其他新材料。

  目前,激光加工用激光多于紅外波段。根據(jù)材料吸收激光能量而產(chǎn)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(gè)階段:

  1、無熱或基本階段。

  從微觀上來說,激光是搞簡(jiǎn)并度的,當(dāng)它的密度很低時(shí),絕大部分的入射光子被材料中電子彈性散射,這段主要物理過程為反射,透射和吸收。

  2、相變點(diǎn)以下加熱。

  當(dāng)入射激光強(qiáng)度提高時(shí),入射光子與金屬中電子產(chǎn)生非彈性散射,電子通過“逆韌致輻射效應(yīng)”,從光子獲取能量。處于受激態(tài)的電子與聲子相互作用,把能量傳給聲子,激發(fā)強(qiáng)烈的震動(dòng),從而使材料較熱。當(dāng)溫度低于相變點(diǎn)時(shí),材料不發(fā)生結(jié)果變化。

  3、在相變點(diǎn)以上但熔點(diǎn)加熱。

  這個(gè)階段為材料固態(tài)相變,存在傳熱和質(zhì)量傳遞物理過程。

  4、在熔點(diǎn)以上,但低于汽化點(diǎn)加熱。

  激光使材料熔化,形成熔池。熔池外主要是傳熱,熔池內(nèi)存在3種物理過程:傳熱、對(duì)流和傳質(zhì)。

  5、汽化點(diǎn)以上加熱出現(xiàn)現(xiàn)象。

  激光使材料汽化,形成等離子體,這在激光深熔焊接中是經(jīng)常見到的現(xiàn)象。

    總結(jié):

  國(guó)內(nèi)目前所擁有的完全可以具有強(qiáng)大的能力將生產(chǎn)帶向激光化,實(shí)現(xiàn)日常生活用品的激光加工,為激光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)提供更廣的平臺(tái),使得產(chǎn)品和技術(shù)共同發(fā)展和應(yīng)用,強(qiáng)有力的發(fā)展激光加工市場(chǎng)的明天。