Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

температуры для различных материалов

[2]

При нагревании образца электрическая проводимость металлов уменьшается, соответственно возрастают коэффициенты поглощения. Если лазерная обработка поверхности происходит в воздушной или какой-либо окислительной среде, то происходит рост оксидной пленки на поверхности образца и происходит дополнительное увеличение поглощательной способности ( рис. 1.1 ) [2].

Рис. 1.2 Характерные кривые нагрева в воздухе термически тонких мишеней непрерывным излучением СО2 - лазера при q = 4,7( 106 Вт/см2 и соответствующие кривые коэффициента эффективного поглощения (эф [2]: а - дюралюминий ;

б - сталь.

По мере роста оксидной пленки на поверхности железа коэффициент отражения периодически уменьшается, когда толщина пленки становится кратной половине длинны волны света. Таким образом (эф испытывает изменения во времени ( рис. 1.2 б ). Эффективный коэффициент поглощения железа может быть на порядок выше, чем тот же коэффициент для чистой поверхности.

Оксидная пленки на поверхности алюминия термически прочная,

Tпл выше 20000 С и ее толщина при нагревании не изменяется и коэффициент поглощения остается практически постоянным ( рис. 1.2 а ).

Коэффициент поглощения можно увеличивать искусственно. Для излучения CO2 - лазеров это особенно важно, т.к. на длине волны излучения ( = 10,6 мкм коэффициенты поглощения для большинства металлов менее 10%. Для увеличения поглощения поверхность образца покрывают специальными теплостойкими веществами, хорошо поглащающими ИК

- излучение, например фосфат цинка, для которого при Т = 10000 С эффективный коэффициент поглощения (эф = 0,7.

Рис 1.3 Схема резки металла лучом лазера.

Влияние поляризации лазерного излучения. При перемещении лазерного излучения относительно материала образуется рез, нормаль к поверхности которого составляет с падающим лучом угол ( ( рис. 1.3 ).

При наклонном падении отражение лазерного излучения зависит от поляризации. Способности поглощения лазерного излучения ((( - составляющей, лежащей в плоскости падения луча, и (( - составляющей, перпендикулярной плоскости падения луча, в общем случае различны. Это означает, что способность поглощения поляризованного излучения зависит от ориентации электрического вектора напряженности относительно поверхности металла.

Зависимость способности к поглощению излучения железа и алюминия на длине волны ( = 10,6 мкм для двух составляющих ((( и

(( приведены на рисунке 1.4.

При ширине луча d и толщине разрезаемого материала h средний угол падения определяется выражением ( = arctg ( h/d ).

Например, при резке материала толщиной 1,5 мм с диаметром пятна фокусировки 0,1 мм ( = 800 .

Используя зависимость (эф от угла падения луча на поверхность можно определить доли поглощенного лазерного излучения для параллельной и перпендикулярной составляющих поляризации и их отношение ((( /(( =

20, при ( = 800.

а ) б )

Рис. 1.4 Зависимость коэффициента (эф для луча с перпендикулярной и продольной поляризацией ( ( = 10,6 мкм ) от угла падения на поверхность при
Т = 200 С и 10000 С[4]: а - материал алюминий; б - материал железо.

Это означает, что при совпадении плоскостей резки и поляризации луча ( при направлении резки, параллельной плоскости поляризации ) поглощенная на лобовой поверхности реза мощность излучения в 20 раз больше, чем при перпендикулярном положении векторов скорости резки и поляризации.

Это характерный случай получения глубокого реза в материале, т.к. отношение h/d составляет примерно 5,6 , и при рассмотрении необходимо учитывать влияние поляризации.

В случае поверхностной обработки или неглубокого проникновения излучения в материал, когда отношение h/d принимает небольшие значения, влиянием ориентации векторов скорости резки и поляризации можно пренебречь. Например, при прорезании металла на глубину 0,3 мм угол ( составит 450 , а отношение поглощения параллельной к перпендикулярной составляющих поляризации равно 1,2.

Отражательная способность металлов существенно зависит от температуры, а отношение ((( /(( уменьшается с уменьшением температуры. Так как поглощательная способность сильно зависит от угла падения, относительная разориентация векторов скорости резки и поляризации, линейно поляризованного излучения может привести к наклону реза. Этот эффект схематически показан на рисунке 1.4 [4].

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: доклад по биологии, скачать сообщение, реферат по педагогике.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата