Таъсири мутақобилаи лазер ва мавод бисёр падидаҳо ва хусусиятҳои физикиро дар бар мегирад. Се мақолаи навбатӣ се падидаи асосии физикии марбут ба раванди кафшери лазериро муаррифӣ мекунанд, то ба ҳамкорон фаҳмиши дақиқтарро дар бораираванди кафшери лазерӣ: ба суръати азхудкунии лазер ва тағирот дар ҳолат, плазма ва эффекти калидӣ тақсим карда мешавад. Ин дафъа, мо муносибати байни тағирот дар ҳолати лазер ва мавод ва суръати азхудкуниро нав мекунем.
Тағйирёбии ҳолати материя, ки дар натиҷаи таъсири мутақобилаи лазер ва мавод ба вуҷуд омадааст
Коркарди лазерии масолехи металлй асосан ба коркарди термикии эффектхои фототермикй асос ёфтааст. Вақте ки шуоъдиҳии лазерӣ ба сатҳи моддӣ татбиқ карда мешавад, дар майдони сатҳи мавод дар зичии гуногуни қувва тағйиротҳои гуногун ба амал меоянд. Ин тағиротҳо болоравии ҳарорати рӯи замин, обшавӣ, бухоршавӣ, ташаккули сӯрохи калидӣ ва тавлиди плазмаро дар бар мегиранд. Ғайр аз он, тағирот дар ҳолати физикии майдони сатҳи моддӣ ба азхудкунии мавод аз лазер таъсири калон мерасонад. Бо афзоиши зичии қувва ва вақти амал, маводи металлӣ дар ҳолати зерин тағиротро аз сар мегузаронад:
Вақте киқувваи лазерӣзичии паст (<10 ^ 4w/cm ^ 2) ва мухлати шуоъшавй кутох аст, энергияи лазере, ки металл футурда мешавад, танхо боиси аз сатхи ба дарун баланд шудани харорати материал мегардад, вале фазаи сахт бетагьир мемонад. . Он асосан барои коркарди сахткунии қисмҳо ва табдилдиҳии фазавӣ истифода мешавад, ки аксарият асбобҳо, фишангҳо ва подшипникҳо мебошанд;
Бо зиёд шудани зичии кувваи лазер (10 ^ 4-10 ^ 6w/см ^ 2) ва дароз шудани мухлати шуоъшавй сатхи материал тадричан об мешавад. Вақте ки энергияи воридотӣ афзоиш меёбад, интерфейси моеъи сахт тадриҷан ба қисми амиқи мавод ҳаракат мекунад. Ин раванди физикӣ асосан барои аз нав гудохтани рӯизаминӣ, хӯлакунӣ, пӯшидан ва кафшери гармигузаронии металлҳо истифода мешавад.
Бо минбаъд зиёд кардани зичии кувва (>10 ^ 6w/см ^ 2) ва дароз кардани мухлати амали лазер сатхи материал на танхо об мешавад, балки бухор мешавад ва моддахои бухоршуда дар наздикии сатхи материал чамъ шуда, суст ионизатсия шуда, плазма ба вучуд меоранд. Ин плазмаи борик кӯмак мекунад, ки мавод лазерро бирӯяд; Дар зери фишори бухоршавӣ ва васеъшавӣ сатҳи моеъ деформатсия шуда, чоҳҳо ба вуҷуд меояд. Ин марҳиларо метавон барои кафшери лазерӣ истифода бурд, одатан дар кафшери гармигузаронии пайвастҳои микро дар ҳудуди 0,5 мм.
Бо афзоиши минбаъдаи зичии қувва (>10 ^ 7w/cm ^ 2) ва дароз кардани вақти шуоъ, сатҳи мавод ба буғшавии шадид дучор шуда, плазмаи дорои дараҷаи баланди ионизатсияро ташкил медиҳад. Ин плазмаи зич дорад, таъсири муҳофизаткунанда оид ба лазер, хеле кам зичии энергетикии ҳодиса лазерӣ ба маводи. Ҳамзамон, дар зери як қувваи реаксияи бузурги буғ, сӯрохиҳои хурд, ки маъмулан бо номи калидҳо маълуманд, дар дохили металли гудохта ба вуҷуд меоянд, Мавҷудияти сӯрохиҳо барои мавод барои ҷабби лазер муфид аст ва ин марҳила метавонад барои синтези амиқи лазер истифода шавад. кафшеркунй, буриш ва пармакунй, сахт кардани зарба ва гайра.
Дар шароити гуногун, дарозии мавҷҳои гуногуни радиатсияи лазерӣ дар маводҳои гуногуни металлӣ боиси арзишҳои мушаххаси зичии нерӯ дар ҳар як марҳила мегардад.
Дар робита ба азхудкунии лазер аз ҷониби мавод, бухоршавии мавод сарҳад аст. Вакте ки мавод хоҳ дар фазаи сахт ва чӣ моеъ бухоршавӣ накунад, ҷаббидашавии он аз лазер танҳо бо баланд шудани ҳарорати сатҳ суст тағйир меёбад; Вақте ки мавод бухор мешавад ва плазма ва сӯрохиҳои калидӣ ба вуҷуд меорад, азхудкунии мавод аз лазер ногаҳон тағир меёбад.
Тавре ки дар расми 2 нишон дода шудааст, суръати азхудкунии лазер дар сатҳи мавод ҳангоми кафшери лазерӣ вобаста ба зичии қувваи лазерӣ ва ҳарорати сатҳи мавод фарқ мекунад. Вақте ки мавод гудохта нашавад, суръати азхудкунии мавод ба лазер оҳиста бо баланд шудани ҳарорати сатҳи мавод меафзояд. Вақте ки зичии қувва аз (10 ^ 6w/cm ^ 2) зиёд аст, мавод ба таври шадид бухор шуда, сӯрохи калидро ташкил медиҳад. Лазер барои инъикоси сершумор ва азхудкунӣ ба сӯрохи калидӣ ворид мешавад, ки дар натиҷа суръати азхудкунии мавод ба лазер ва хеле зиёд шудани умқи обшавии он ба таври назаррас афзоиш меёбад.
Азхудкунии лазер аз ҷониби маводи металлӣ - дарозии мавҷ
Дар расми боло хатти робитаи байни инъикос, абсорбсия ва дарозии мавҷи металлҳои маъмулан истифодашаванда дар ҳарорати хонагӣ нишон дода шудааст. Дар минтаќаи инфрасурх суръати азхудкунї кам мешавад ва инъикоскунї бо зиёд шудани дарозии мављ меафзояд. Аксари металлҳо нури инфрасурхи дарозии 10,6um (CO2)-ро сахт инъикос мекунанд, дар ҳоле ки нури инфрасурхи дарозии 1,06um (1060нм) суст инъикос мекунад. Маводҳои металлӣ барои лазерҳои кӯтоҳмуддати мавҷҳо, ба монанди нури кабуд ва сабз, суръати азхудкунии баландтар доранд.
Азхудкунии лазер аз ҷониби маводи металлӣ - Ҳарорати моддӣ ва зичии энергияи лазер
Гирифтани хӯлаи алюминий ҳамчун мисол, вақте ки мавод сахт аст, суръати азхудкунии лазер тақрибан 5-7%, суръати азхудкунии моеъ то 25-35% аст ва он метавонад дар ҳолати калидӣ ба 90% мерасад.
Суръати азхудкунии мавод ба лазер бо баланд шудани ҳарорат меафзояд. Сатҳи азхудкунии маводи металлӣ дар ҳарорати хонагӣ хеле паст аст. Вақте ки ҳарорат ба нуқтаи обшавӣ наздик мешавад, суръати азхудкунии он метавонад ба 40% - 60% расад. Агар ҳарорат ба нуқтаи ҷӯш наздик бошад, суръати азхудкунии он метавонад ба 90% мерасад.
Азхудкунии лазер аз ҷониби маводи металлӣ - Ҳолати рӯизаминӣ
Меъёри азхудкунии анъанавӣ бо истифода аз сатҳи ҳамвор металлӣ чен карда мешавад, аммо дар барномаҳои амалии гармидиҳии лазерӣ, одатан зарур аст, ки суръати азхудкунии баъзе маводи инъикоси баланд (алюминий, мис) барои пешгирӣ кардани soldering бардурӯғ, ки аз инъикоси баланд ба вуҷуд омадааст;
Усулҳои зерин метавонанд истифода шаванд:
1. Қабули равандҳои дахлдори пеш аз коркарди рӯизаминӣ барои беҳтар кардани инъикоси лазер: оксидшавии прототипи, қумрезӣ, тозакунии лазерӣ, никелпӯшӣ, платинги сурбӣ, молидани графит ва ғайра метавонад суръати азхудкунии маводи лазериро беҳтар кунад;
Асоси он баланд бардоштани ноҳамвории сатҳи моддӣ (ки барои инъикоси сершумори лазерӣ ва азхудкунӣ мусоидат мекунад), инчунин баланд бардоштани маводи рӯйпӯш бо суръати баланди азхудкунӣ иборат аст. Бо азхудкунии энергияи лазерӣ ва обшавӣ ва ноустувории он тавассути маводи сатҳи баланди азхудкунӣ, гармии лазерӣ ба маводи асосӣ интиқол дода мешавад, то суръати азхудкунии маводро беҳтар кунад ва кафшери виртуалиро, ки аз падидаи баланди инъикос ба вуҷуд омадааст, коҳиш диҳад.
Вақти фиристодан: Ноябр-23-2023
