D'Interaktioun tëscht Laser a Materialien beinhalt vill kierperlech Phänomener a Charakteristiken. Déi nächst dräi Artikelen wäerten déi dräi Schlëssel physesch Phänomener am Zesummenhang mam Laser Schweessprozess virstellen fir Kollegen e méi kloert Verständnis vun derLaser Schweess Prozess: ënnerdeelt an Laser Absorptioun Taux an Ännerungen am Staat, Plasma an keyhole Effekt. Dës Kéier aktualiséieren mir d'Relatioun tëscht Ännerungen am Staat vum Laser a Materialien an der Absorptiounsquote.
Ännerungen am Zoustand vun der Matière verursaacht duerch d'Interaktioun tëscht Laser a Materialien
D'Laserveraarbechtung vu Metallmaterialien baséiert haaptsächlech op der thermescher Veraarbechtung vu photothermeschen Effekter. Wann d'Laserbestrahlung op d'Materialoberfläche applizéiert gëtt, wäerte verschidde Verännerungen an der Uewerfläch vum Material bei verschiddene Kraaftdichten optrieden. Dës Ännerungen enthalen Uewerflächentemperaturerhéijung, Schmelzen, Verdampfung, Schlëssellochbildung a Plasma Generatioun. Ausserdeem beaflossen d'Verännerungen am kierperlechen Zoustand vun der Materialfläche vill d'Absorptioun vum Laser vum Material. Mat der Erhéijung vun der Kraaftdicht an der Handlungszäit wäert d'Metallmaterial déi folgend Ännerungen am Staat ënnerhuelen:
Wann deLaser MuechtDicht ass niddereg (<10 ^ 4w/cm ^ 2) an d'Bestrahlungszäit ass kuerz, d'Laserenergie, déi vum Metall absorbéiert gëtt, kann nëmmen d'Temperatur vum Material vun der Uewerfläch no bannen eropgoen, awer déi zolidd Phase bleift onverännert . Et ass haaptsächlech fir Deel annealing a Phase Transformatioun härdende Behandlung benotzt, mat Tools, Gears, a Lager sinn d'Majoritéit;
Mat der Erhéijung vun der Laserkraaftdicht (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm ^ 2) an der Verlängerung vun der Bestrahlungszäit schmëlzt d'Uewerfläch vum Material graduell. Wéi d'Inputenergie eropgeet, beweegt sech d'flësseg-fest-Interface graduell an den déiwen Deel vum Material. Dëse physikalesche Prozess gëtt haaptsächlech fir d'Uewerflächeschmelzung, d'Legierung, d'Verkleedung an d'thermesch Konduktivitéitsschweiße vu Metalle benotzt.
Duerch weider Erhéijung vun der Kraaftdicht (> 10 ^ 6w/cm ^ 2) an d'Verlängerung vun der Laseraktiounszäit, schmëlzt d'Materialfläch net nëmmen, mee verdampft och, an déi verdampte Substanzen sammelen sech no bei der Materialfläch a schwaach ioniséieren fir e Plasma ze bilden. Dës dënn Plasma hëlleft dem Material de Laser absorbéieren; Ënnert dem Drock vun der Verdampfung an der Expansioun verformt d'flësseg Uewerfläch a formt Gruef. Dës Etapp kann fir Laser Schweess benotzt ginn, normalerweis an der splicing thermesch Konduktivitéit Schweess vun Mikro Verbindungen bannent 0,5 mm.
Duerch eng weider Erhéijung vun der Kraaftdicht (> 10 ^ 7w/cm ^ 2) an d'Verlängerung vun der Bestrahlungszäit, mécht d'Materialfläch eng staark Verdampfung, a bildt e Plasma mat héijer Ioniséierungsgrad. Dës dichte Plasma huet e Schirmeffekt op de Laser, wat d'Energiedicht vum Laser-Tëschefall an d'Material staark reduzéiert. Zur selwechter Zäit, ënner enger grousser Dampreaktiounskraaft, gi kleng Lächer, allgemeng als Schlëssellächer bekannt, am geschmoltenem Metall geformt, D'Existenz vu Schlëssellächer ass profitabel fir d'Material fir Laser ze absorbéieren, an dës Etapp kann fir Laser déif Fusioun benotzt ginn Schweißen, Ausschneiden an Bueren, Schlaghärten, asw.
Ënner verschiddene Konditiounen, verschidde Wellelängten vun der Laserbestralung op verschiddene Metallmaterialien zu spezifesche Wäerter vun der Kraaftdicht op all Etapp resultéieren.
Am Sënn vun der Absorptioun vu Laser duerch Materialien ass d'Verdampfung vu Materialien eng Grenz. Wann d'Material keng Verdampfung mécht, egal ob an der fester oder flësseger Phase, ännert seng Absorptioun vum Laser nëmme lues mat der Erhéijung vun der Uewerflächentemperatur; Eemol d'Material vaporizes a Formen Plasma a Schlëssel Lächer, wäert d'Material Absorptioun vun Laser op eemol änneren.
Wéi an der Figur gewisen 2, d'Absorptioun Taux vun Laser op der Material Uewerfläch während Laser Schweess variéiert mat Laser Muecht Dicht an Material Uewerfläch Temperatur. Wann d'Material net geschmoltenem ass, erhéicht d'Absorptiounsquote vum Material zum Laser lues mat der Erhéijung vun der Materialflächtemperatur. Wann d'Kraaftdicht méi grouss ass wéi (10 ^ 6w / cm ^ 2), verdampft d'Material gewalteg, a bildt e Schlësselloch. De Laser geet an d'Schlësselloch fir verschidde Reflexiounen an Absorptioun, wat zu enger bedeitender Erhéijung vun der Absorptiounsquote vum Material zum Laser an eng bedeitend Erhéijung vun der Schmelzdéift resultéiert.
Absorptioun vum Laser duerch Metallmaterialien - Wellelängt
Déi uewe genannte Figur weist d'Relatiounskurve tëscht der Reflexivitéit, der Absorptioun an der Wellelängt vun allgemeng benotzte Metalle bei Raumtemperatur. An der Infraroutregioun fällt d'Absorptiounsquote erof an d'Reflexivitéit erhéicht mat der Erhéijung vun der Wellelängt. Déi meescht Metalle reflektéieren staark 10,6um (CO2) Wellelängt Infrarout Liicht wärend schwaach 1,06um (1060nm) Wellelängt Infrarout Liicht reflektéieren. Metallmaterialien hunn méi héich Absorptiounsraten fir kuerz Wellelängtlaser, wéi blo a gréng Luucht.
Absorptioun vun Laser duerch Metal Materialien - Material Temperatur an Laser Energie Dicht
Huelt d'Aluminiumlegierung als Beispill, wann d'Material zolidd ass, ass d'Laser-Absorptiounsquote ongeféier 5-7%, d'Flëssegkeetsabsorptiounsquote ass bis zu 25-35%, an et kann iwwer 90% am Keyhole-Staat erreechen.
D'Absorptiounsquote vum Material zum Laser erhéicht mat der Erhéijung vun der Temperatur. D'Absorptiounsquote vu Metallmaterialien bei Raumtemperatur ass ganz niddereg. Wann d'Temperatur bis bei de Schmelzpunkt eropgeet, kann seng Absorptiounsquote 40% ~ 60% erreechen. Wann d'Temperatur no beim Kachpunkt ass, kann seng Absorptiounsquote bis zu 90% erreechen.
Absorptioun vun Laser vun Metal Materialien - Uewerfläch Conditioun
D'konventionell Absorptiounsquote gëtt mat enger glatter Metalloberfläche gemooss, awer an prakteschen Uwendungen vun der Laserheizung ass et normalerweis néideg fir d'Absorptiounsquote vu bestëmmte héichreflektéierte Materialien (Aluminium, Kupfer) ze erhéijen fir falsch Lötung ze vermeiden, déi duerch héich Reflexioun verursaacht gëtt;
Déi folgend Methoden kënne benotzt ginn:
1. Adoptéieren entspriechend Uewerfläch Pre-Behandlung Prozesser der reflectivity vun Laser ze verbesseren: Prototyp Oxidatioun, Sandblasting, Laser Botzen, Néckel plating, Zinn plating, GRAPHITE kann een, etc.
De Kär ass d'Rauegkeet vun der Materialoberfläche ze erhéijen (wat fir Multiple Laserreflexiounen an Absorptioun förderlech ass), wéi och d'Beschichtungsmaterial mat héijer Absorptiounsquote ze erhéijen. Andeems Dir Laserenergie absorbéiert a schmëlzt an duerch Materialien mat héijer Absorptiounsquote flüchteg gëtt, gëtt Laserhëtzt un d'Basismaterial iwwerdroen fir d'Materialabsorptiounsquote ze verbesseren an d'virtuelle Schweißen ze reduzéieren déi duerch héich Reflexiounsphänomen verursaacht gëtt.
Post Zäit: Nov-23-2023
