激光与镁台金材料的作用机理
责任编辑:杭州东镭激光科技有限公司 发布时间:2011-1-10 11:12:41
镁合金材料的激光加工是基于光热效应的热加工,前提是激光被镁合金材料吸收并转化为热能。从原子结构理论分析,激光对金属材料的作用是高频电磁场对物质中自由电子的作用,材料中的自由电子在激光诱导作用下发生高频振动,通过韧致辐射,部分振动能量转变为电磁波向外辐射,其余转化为电子的平均动能,再通过电子与晶格之间的驰豫过程转变为热能。
不同材料对于不同波长的激光的吸收有很大的差别,吸收率AN,表示为:
其中:c0为光速,c0=3×108m/s为入射激光的波长;为金属材料的导电率。从式(1)可以看出,被加工材料一定时,激光的波长越短,材料对激光的吸收越多。金属中的大量自由电子由于集肤效应的作用,阻碍激光能量深入材料内部,使之大部分被反射掉,所以一般材料对CO2气体激光(λ=10.6μm)的吸收比对YAG固体激光(λ=1.06μm)的吸收低。当激光波长为一恒定值时,材料对该激光束吸收率的大小取决于材料的导电率,导电率越大,材料对激光的吸收越少。所以,镁合金材料对激光的吸收比一般金属材料对激光的吸收要低.这是对镁合金材料进行激光加工的难点之一。