激光与材料作用引起的物态变化:
金属材料的激光加工主要是基于光热效应的热加工,激光辐照材料表面时,在不同的功率密度下,材料表面区域将发生各种不同的变化。这些变化包括表面温度升高、熔化、汽化、形成匙孔以及产生光致等离子体等。而且,材料表面区域物理状态的变化非常大的影响材料对激光的吸收。
激光功率密度较低、辐照时间较短时,金属吸收的激光能量只能引起材料由表及里温度升高,但维持固相不变。只要用于零件退火和相变硬化处理。
随着激光功率的提高和辐照时间的加长,材料表层逐渐熔化,随输入能量增加,液-固相分界逐渐向材料深部移动。这种物理过程主要用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和热导型焊接。
进一步提高功率密度和加长作用时间,材料表面不仅熔化,而且汽化,汽化吴聚集在材料表面附件并微弱的电离形成等离子体,这种稀薄等离子体有助于材料对激光的吸收。在汽化膨胀压力下,液态表面变形,形成凹坑。这一阶段可以用于激光焊接。
再进一步提高功率密度和加长辐照时间,材料表面强烈汽化,形成较高电离度的等离子体,这种致密的等离子体可逆着光束入射方向传输,对激光有屏蔽作用,大大降低激光入射到材料内部的能量密度。在非常大的蒸气反作用力下,熔化的金属内部形成小孔,通常称之为匙孔,匙孔的存在有利于材料对激光吸收。这一阶段可用于激光深熔焊接、切割和打孔、冲击硬化等。
不同条件下,不同波长激光照射不同金属材料,每一阶段的功率密度的具体数值会存在一定的差异。
就材料对激光的吸收而言,材料的汽化是一个分界线。当材料没有发生汽化时,不论处于固相还是液相,其对激光的吸收仅随表面温度的升高而有较慢的变化;而一旦材料出现汽化并形成等离子体和匙孔,材料对激光的吸收则会突然发生变化。
激光加工的物理基础是激光与物质的相互作用,这是一个较为广泛的概念,既包括复杂的围观量子过程,也包括激光作用与各种介质材料所发生的宏观现象,如激光的反射、吸收、折射、偏振、光电效应、气体击穿等。
现在元器件不断向小型化发展,要求焊点小、焊接强度高、对加工点周围热影响区小。传统的焊接工艺难以满足要求,激光焊接可以实现。激光焊接的主要特点:
1.激光焊接擅长对薄壁材料,准确零件实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。
2.焊点小,焊缝深宽比高,热影响区域小,变形小,焊接速度快。
3.焊缝质量高,平整美观、无气,焊后材料韧性至少相当于母体材料。
4.气密性高。可对异种、高溶点金属进行焊接
5.电流波形任意调整,可根据焊材的不同设置不同的波形,使焊接参数和焊接要求相匹配,以达到好的焊接效果。
我公司承接激光焊接加工:如,电子元器件壳体封装焊接,连接器薄壁壳体的焊接,微型电机轴承和轴承套的焊接,还可焊接显象管电子、继电器、传感器、光隔离器、光纤耦合器、FC/SC探测器、激光器、同轴器件、光接受模块、光反射模块、各种电池…所需焊接加工。
激光加工优点明显,是替代传统加工方式的优选。若您想了解更多或有特殊需求,可以直接邮寄样品给我们加工打样。我们将竭诚为您提供整套激光加工服务。.
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