激光與材料相互作用有幾個(gè)階段

時(shí)間：2020-01-05作者：浙江砂普精密機(jī)械有限公司瀏覽：747

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)汽化點(diǎn)以上加熱-等離子體現(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，利用等離子體反沖效應(yīng).還可以對(duì)材料進(jìn)行沖擊硬化.

(2)在熔點(diǎn)以上，但**汽化點(diǎn)熱。激光使材料熔化，形成熔池。熔池外主要是傳熱，熔池內(nèi)存在三種物理過程：傳熱、對(duì)流和傳質(zhì)。主要工藝為激光熔凝處理、激光熔覆、激光合金化和激光傳導(dǎo)焊接。

(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。主要工藝為激光相變硬化，主要研究激光工藝參數(shù)與材料特性對(duì)硬化的影響。

(4)相變點(diǎn)以下加熱,當(dāng)入射激光強(qiáng)度提高時(shí)，入射光子與金瑀中電子產(chǎn)生非彈性散射，電子通過“逆致輻射效應(yīng)”，從光子獲取能量。處于受激態(tài)的電子與聲子（晶格）相互作用，把能量傳給聲子，激發(fā)強(qiáng)烈的晶格振動(dòng)，從而使材料加熱。當(dāng)溫度**相變點(diǎn)時(shí)，材料不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。從宏觀上看這個(gè)階段激光與材料相互作用的主要物理過程是傳熱。

(5)無熱或基本光學(xué)階段。從微觀上來說，激光是高簡(jiǎn)并度的光子，當(dāng)它的功率（能量）密度甚低時(shí)，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。由于吸收成熱萵低，不能用于一般的熱加工，主要研究?jī)?nèi)容屬于基本光學(xué)范圍。


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