激光打标机及气割机设备激光热加工原理

无论哪─种激光加工方法，都要将一定功率的激光束聚焦于被加工物体上，使激光与物质相互作用。以金属加工为例，在功率密度为104~～1011W-cm-2的激光聚焦照射下，物表面将吸收大量激光能量。随着照射时间的推移，激光束与金属表面之间会产生多种相互作用过程。

首先是热吸收过程，使材料局部升温。激光脉冲能量足够高，脉宽足够窄，会产生冲击强化过程。随着热作用的持续，温度升高，导致表面熔化过程。继续照射，熔池会向内部发展，熔池表面发生汽化过程。

几乎与此同时，等离子体开始产生，形成的汽化物和等离子体产生屏蔽现象。持续照射，屏蔽作用减弱，称作复台辽任o

与上述诸过程相对应，在不同激光参数下的各种加工的应用范围。

激光脉宽为10ms左右，聚焦功率密度为102w/mm2时，作用于金属表面，主要产生温升相变现象，用作激光相变硬化;激光作用时间在10~4ms之间，聚焦功率密度在102~10'W/mm2的范围时，金属材料除了产生温升、熔化现象之外，主要是汽化，同时还存在激波，可用于熔化、焊接、合金化和熔敷。

激光作用时间为104s，聚焦功率密度在105~109W/mm2的范围时，金属材料除了产生温升、熔化现象之外，还发生汽化，同时存在激波和爆炸冲击，主要用于打孔、切割、划线和微调等。激光作用时间小于10-6s，聚焦功率密度增大到109w/mm2时，除了产生上述现象外，金属内热压缩激波和金属表面上产生的爆炸冲击效应变为主要现象，主要用于冲击硬化。