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激光深穿透焊接过程中的几种效应

时间:2015/9/15 9:49:41

1,激光穿透焊接中的等离子体屏蔽效应

高功率密度激光束与物质相互作用时,一旦温度超过材料的沸点,激光焊接机会在熔池表面产生高压蒸气,在后继激光的作用下,当金属蒸气温度足够高时,会产生光致等离子体(云)。在高功率激光焊接过程中,一方面表现为激光与金属相互作用,不断产生金属蒸气和等离子体;另一方而,焊接时的保护气体(如Ar气)的电离电位较,在强激光照射下也会产生等离子体,这就使得焊接.上方的等离子云更进一步加,这些等离子体对CO2激光有强烈的吸收和散射作用,会屏蔽后继激光,导致激低强光熔池中的激光能量减少.严重时还会导致熔池中不能产生小孔效应,从而使焊接熔池减小,这就是所谓等离子体屏蔽效应。 
2,壁聚焦效应
当小孔形成后,进人小孔的激光束与小孔的壁而相.互作用时,因不能被壁面完全吸收,故必有部分激光被壁面反射至小孔深处的某处重新会聚起来,这一现象称为壁聚焦效应。图示出壁聚焦效应示意图,光在孔内每反射和聚焦一次,其能量就减少一部分,直到激光能量在小孔深处基本衰减完,小孔深度也不再增大。
3,净化效应
 金属内部往往存在着有害杂质或夹杂物,如磷、硫、氧、氮以及非金属夹杂物等,由于非金属吸收率大,它将吸收较多的激光能量,使其温度迅速升而气化,逸出熔池;当杂质元素固溶在金属基体中时,由于这些非金属杂质元素的沸点低,蒸气高,故也很容易从熔池逸出。激光焊接机上述两种作用的结果使焊缝中的有害元素的杂质减少。这对金属的性能,特别是对其塑性和韧性的改善是有利的口激光对焊缝金属的这种净化现象称为净化效应。

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