Entèraksyon ant lazè ak materyèl yo enplike anpil fenomèn fizik ak karakteristik. Twa atik kap vini yo pral prezante twa fenomèn fizik kle ki gen rapò ak pwosesis soudaj lazè a pou bay kòlèg yo yon pi bon konpreyansyon sou...pwosesis soude lazè: divize an to absòpsyon lazè ak chanjman nan eta, plasma ak efè twou kle. Fwa sa a, nou pral mete ajou relasyon ki genyen ant chanjman nan eta lazè ak materyèl yo ansanm ak to absòpsyon an.
Chanjman nan eta matyè ki koze pa entèraksyon ant lazè ak materyèl yo
Tretman lazè pou materyèl metal yo baze sitou sou tretman tèmik ki gen efè fototèmik. Lè yo aplike iradyasyon lazè sou sifas materyèl la, divès chanjman ap fèt nan sifas materyèl la anba diferan dansite puisans. Chanjman sa yo enkli ogmantasyon tanperati sifas, fizyon, vaporizasyon, fòmasyon twou kle, ak jenerasyon plasma. Anplis de sa, chanjman nan eta fizik sifas materyèl la afekte anpil absòpsyon lazè pa materyèl la. Avèk ogmantasyon dansite puisans ak tan aksyon an, materyèl metal la ap sibi chanjman eta sa yo:
Lè apouvwa lazèDansite a ba (<10 ^ 4w/cm ^ 2) epi tan iradyasyon an kout, enèji lazè metal la absòbe a ka sèlman lakòz tanperati materyèl la monte soti nan sifas la rive anndan, men faz solid la rete san chanjman. Li sitou itilize pou rekui pati ak tretman redi transfòmasyon faz, ak zouti, angrenaj, ak kousinen yo se majorite a;
Avèk ogmantasyon dansite puisans lazè a (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm ^ 2) ak pwolonjman tan iradyasyon an, sifas materyèl la ap fonn piti piti. Ofiramezi enèji a ogmante, koòdone likid-solid la ap deplase piti piti nan direksyon pati ki pi pwofon nan materyèl la. Pwosesis fizik sa a sitou itilize pou refonn sifas, alyaj, plakaj, ak soude metal pa konduktivite tèmik.
Lè yo ogmante dansite puisans lan plis toujou (>10 ^ 6w/cm ^ 2) epi yo pwolonje tan aksyon lazè a, sifas materyèl la pa sèlman fonn men li vaporize tou, epi sibstans vaporize yo rasanble toupre sifas materyèl la epi yo iyonize yon ti kras pou fòme yon plasma. Plasma mens sa a ede materyèl la absòbe lazè a; Anba presyon vaporizasyon ak ekspansyon an, sifas likid la defòme epi fòme twou. Etap sa a ka itilize pou soude lazè, anjeneral nan soude kondiktivite tèmik koneksyon mikwo nan 0.5mm.
Lè yo ogmante dansite puisans lan plis toujou (>10 ^ 7w/cm ^ 2) epi yo pwolonje tan iradyasyon an, sifas materyèl la sibi yon gwo vaporizasyon, sa ki fòme yon plasma ki gen yon wo degre iyonizasyon. Plasma dans sa a gen yon efè pwoteksyon sou lazè a, sa ki diminye anpil dansite enèji lazè ki ensidan nan materyèl la. An menm tan, anba yon gwo fòs reyaksyon vapè, ti twou, ke yo rele souvan twou kle, fòme andedan metal fonn lan. Prezans twou kle yo benefisye pou materyèl la absòbe lazè a, epi etap sa a ka itilize pou soude lazè pwofon pa fizyon, koupe ak perçage, redi enpak, elatriye.
Anba diferan kondisyon, diferan longèdonn iradyasyon lazè sou diferan materyèl metal yo ap lakòz valè espesifik dansite pouvwa nan chak etap.
An tèm de absòpsyon lazè pa materyèl yo, vaporizasyon materyèl yo se yon limit. Lè materyèl la pa sibi vaporizasyon, kit se nan faz solid oswa likid, absòpsyon lazè li a chanje sèlman dousman avèk ogmantasyon tanperati sifas la; Yon fwa materyèl la vaporize epi fòme plasma ak twou kle, absòpsyon lazè materyèl la ap chanje sibitman.
Jan yo montre nan Figi 2, to absòpsyon lazè a sou sifas materyèl la pandan soudaj lazè a varye selon dansite puisans lazè a ak tanperati sifas materyèl la. Lè materyèl la pa fonn, to absòpsyon materyèl la nan lazè a ogmante dousman ak ogmantasyon tanperati sifas materyèl la. Lè dansite puisans lan pi gran pase (10 ^ 6w/cm ^ 2), materyèl la vaporize vyolanman, sa ki fòme yon twou kle. Lazè a antre nan twou kle a pou plizyè refleksyon ak absòpsyon, sa ki lakòz yon ogmantasyon siyifikatif nan to absòpsyon materyèl la nan lazè a ak yon ogmantasyon siyifikatif nan pwofondè fizyon an.
Absòpsyon Lazè pa Materyèl Metalik - Longèdonn
Figi ki anwo a montre koub relasyon ki genyen ant reflektivite, absòbans, ak longèdonn metal yo itilize souvan nan tanperati chanm. Nan rejyon enfrawouj la, to absòpsyon an diminye epi reflektivite a ogmante lè longèdonn nan ogmante. Pifò metal yo reflete fòtman limyè enfrawouj ki gen longèdonn 10.6um (CO2) alòske yo reflete fèbman limyè enfrawouj ki gen longèdonn 1.06um (1060nm). Materyèl metal yo gen to absòpsyon ki pi wo pou lazè ki gen longèdonn kout, tankou limyè ble ak vèt.
Absòpsyon Lazè pa Materyèl Metalik - Tanperati Materyèl ak Dansite Enèji Lazè
Si nou pran alyaj aliminyòm kòm egzanp, lè materyèl la solid, to absòpsyon lazè a se anviwon 5-7%, to absòpsyon likid la rive jiska 25-35%, epi li ka rive plis pase 90% nan eta twou kle a.
To absòpsyon materyèl la nan lazè a ogmante ak ogmantasyon tanperati a. To absòpsyon materyèl metalik nan tanperati chanm trè ba. Lè tanperati a monte toupre pwen fizyon an, to absòpsyon li ka rive nan 40% ~ 60%. Si tanperati a toupre pwen ebulisyon an, to absòpsyon li ka rive jiska 90%.
Absòpsyon Lazè pa Materyèl Metalik - Kondisyon Sifas
Yo mezire to absòpsyon konvansyonèl la lè l sèvi avèk yon sifas metal lis, men nan aplikasyon pratik chofaj lazè, li anjeneral nesesè pou ogmante to absòpsyon sèten materyèl ki gen gwo refleksyon (aliminyòm, kwiv) pou evite fo soudaj ki koze pa gwo refleksyon;
Metòd sa yo ka itilize:
1. Adopte pwosesis pre-tretman sifas ki apwopriye pou amelyore reflektivite lazè a: oksidasyon pwototip, sablaj, netwayaj lazè, nikèl plake, eten plake, kouch grafit, elatriye ka amelyore to absòpsyon materyèl la nan lazè;
Nwayo a se ogmante aspè sifas materyèl la (ki fezab pou plizyè refleksyon lazè ak absòpsyon), epi tou ogmante materyèl kouch la ak yon gwo pousantaj absòpsyon. Lè yo absòbe enèji lazè a epi fonn li epi evapore li atravè materyèl ki gen gwo pousantaj absòpsyon, chalè lazè a transmèt nan materyèl baz la pou amelyore pousantaj absòpsyon materyèl la epi redwi soude vityèl ki koze pa fenomèn refleksyon segondè a.
Dat piblikasyon: 23 novanm 2023
