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  • 激光与材料相互作用的几个阶段
    作者:盛鸿机械     发布日期:2018-03-22 21:56
    目前,激光加工用激光多处于红外波段。根据材料吸收激光能量而产生的温度升高,可以把激光与材料相互作用过程分为如下几个阶段: 一、无热或基本光学阶段 从微观上来说,激光是高简并度的光子,当它的功率密度很低时,绝大部分的入射光子被材料中电子弹性散射,这个阶段主要物理过程为反射、透射和吸收。由于吸收热很低,不能用于一般的热加工,主要研究内容属于基本学学范围。 二、相变点以下加热阶段(T小于Ts) 这里T是加工热温度,Ts 为相变点温度。当入射激光强度提高时,入射光子与金属中电子产生非弹性散射,电子通过“逆韧致辐射效应”从光子获取能量。处于受激态的电子与声子相互作用,把能量传给声子,激发强烈的晶格自振动,从而使材料加热。当温度低于相变点时,材料不发生结构变化。从宏观上看,这个阶段激光与材料相互作用的主要物理过程是传热。 三、在相变点以上,但低于熔点加热阶段 这个阶段为材料固态相变,存在传热和质量传递物理过程。主要工艺为激光相变硬化,主要研究激光工艺参数与材料特性对硬化的影响。 四、在熔点以上,但低于汽化点加热阶段 激光使材料熔化,形成熔池,熔池外主要是传热。熔池内存在三种物理过程:传热、对流和传质。主要工艺为激光熔凝处理,激光熔覆、激光合金化和激光传导焊接 五、在汽化点以上加热阶段 出现等离子体现象。激光使材料汽化,形成等离子体,这在激光深熔焊接中是经常出到的现象,利用等离子体反冲效应,事可以对材料进行冲击硬化。
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