资源描述：
《金属材料对激光的热吸收效应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、大连理工大学学报卷,热工艺称为光通作用它克服了因光阑作用而降低电光转换率的缺点同时又大大提高激光器加工精度从士!∀!!∀!∃##%,∀##提高到士是一项值得推广应用的激光加工辅助工艺&基本原理激光加工大都基于光束对非透明介质的热作用∀激光束与物质的相互作用过程大致可分∋如下几个阶段材料对光束的吸收及向固体晶格的热振荡传输能量光束对材料的无损伤加∀热包括熔化%通过熔化和气化溅出使材料破坏作用终止后的冷凝研究激光对金属的加热特性可用热传导微分方程来描述∀由于作用于材料表面激光能量在时间和空间上
2、的高度集,一,,中在材料表面上()平面%光束作用只是一个点沿深度方向∗轴%的一维加热问题材料上任一∋点可用热传导微分方程表示,浇挤一及声打一一+%,,%当考虑吸收率!发生变化时对方程∀#∃进行修正则得到下列方程刀,挤&一吐一丽牙十!∋(∀)∃丽%,,,,1式中!为吸收率!∗+一#∀+为反射率∃∋为激光功率密度∀−./0∃为从材料表面算4(,(一’,(23起的深度∀0∃为吸收系数∀0∃为导热系数∀0.∃%方程∀)∃的特解为)冗口。!7∀,一。〔二‘〕&一&5∀8∃6儡%1,。。3/,,式中6为等离子体
3、振荡频率∀9∃为金属的静电导电率∀.0∃/为材料的比热熔∀:.·4、,。∀;<=∃∃&为材料的初始温度∀=∃可见加工时温度光功率密度及材料对光能的吸收率之间相互作用相互影响,十分复杂,用单一方程4∀8∃不能直接反映出温度与吸收率的对应关系4〔的!&借助于沃道瓦托夫给出的吸收率公式来研究与的关系,··,漂∀>∃%。<∃,?。8,(。式中0为材料中电子有效质量∀为金属内自由电子的密度∀≅./0∃为电子的电荷4∀≅∃,6Α为脉冲发生变化时电子碰撞频率%∃,∀9计算式∀>∃所含电子碰撞的总频率中包含电4,此频率
4、随着金属的温度〔8〕子与晶格碰撞的频率&的升高而线性地增大因此可以得出金属,%材料对激光束的吸收率随着温度近似地线性提高即。!一专&∗!∀Β∃%。4,式中甲为吸收率变化的温度系数,!为与温度无关的吸收率分量就某些金属而言当温度4,4。。从室温∀&约8ΧΧ=∃提高到相变温度&时∀&,.&、8ΔΒ∃!值将和&值一样发生显著变化,,参见图#若通过预热工艺使金属材料对激光的吸收率提高几倍∀阴影部分∃一定会使得圆,4整光斑都有效地参与激光打孔,从而使激光加工孔的尺寸稳定孔形状精度提高大连理工大学学报卷果显著∀
5、致谢∋刘健教授在论文撰写中给予悉·心指教参考文献∀∀,∀∋∃−王润文等我国激光发展战略研究上海上海科学技术文献出版社.&/0∃∀∀,∀∋雷卡林材料的激光加工北京科学出版社∃−.&−!0∃!沃道瓦托夫∀激光在∀北京∋机械工业出版社,∃−.!∀−0工艺中的应用/!∀∀,,∋王续跃等激光脉冲能1时空特性的试验研究大连理工大学学报∃−−∃∃2%202345616789:7;<=5>>5?19>+685::6≅;61;<=#516+,,Α6<=ΒΧ)Χ5Β;5Β;6叫;<ΔΕ9ΧΦ;<;;<1·556
6、<56<<55:,块Γ9>ΗΕ;+Ι=;;<=ϑΚ,%Λ781花Μ1Ι七?6Χ85+685:1:6<8Ν5:85#5≅5≅515:#;<581Ε58Ε6Γ56<≅8;∗5Γ:55;8;9<9>+685:≅:;++;<=7),59Ο)#51Ε9≅1Ε;8Ο6Γ5:6<6+)∗581Ε5Ε5616789:7;<=5>>551;<1Ε59:)ΠΕ5<+685::6≅;6158#516+6<≅;#Γ:9Ν58+685:1:6<8Ν5:85#5≅5651;9<9<1Ε58Χ:>6559>#516+,6<≅;<5
7、:56858+685:≅:;++;<=∀·∀Γ:5?;8;9<9>Γ:;#;1;Ν5≅58;=<>:9#士!!##19士!!∃##,Ε5#51Ε9≅∃/Ν5:)8;#Γ+56<≅∀>5685;7+5)9:8∋685::<=655Χ:65)965<<=1:6<8Ν5:8555615551ΘΑ≅+≅;++;>#Ε;;#5≅ΡΕ>>
