WorldodTech

Плавление металлов лазерным излучением. Дальнейшее воздействие лазерного излучения на материал приводит к плавлению материала находящегося в твердой фазе. После достижения поверхностью Тпл возникает новый режим лазерного нагрева, энергия излучения идет на разрыв связей в кристаллической решетке и изменение теплосвойств возрастает ).

Закономерности лазерной резки качественно описываются выражением (1.8):

h × n × b × ( c × r × Тпл + Нпл) = h × Р ; 1.8

где Р - суммарная мощность поглощенного лазерного излучения и экзотермической реакции окисления;

h и b - ширина и глубина резания;

n - скорость перемещения материала;

h = aэфhт - эффективность процесса лазерной резки (hт - термический к.п.д., показывающий отношение энергии, затраченной на проплавление образца, к полной энергии, поглощенной расплавом.);

Нпл - скрытая теплота плавления.

Если в качестве ширины резания b принять диаметр лазерного луча, то из (1.6) следует, что h @ n-1 при Р = const ( рис. 1.11 ). Эта зависимость качественно согласуется с экспериментальными данными [ 6 ].

Как видно из ( 1.7 ), предельная скорость резки металлов, на заданной глубине резания, зависит от энтальпии плавления Нпл . Для легкоплавких металлов энтальпия плавления мала. Для алюминия она в 3 раза меньше, чем для стали ( табл. 1.2 ). Однако, как видно из рис. 1.11, алюминий режется лазерным лучом примерно с такой же эффективностью, как и сталь. Здесь оказывает влияние малый коэффициент поглощения a и высокая теплопроводность этого металла.

Простые выражения созданные на основе аналитических зависимостей ( 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7 ) не плохо согласуются с опытом [2,4,5], которые не учитывали изменение a, l, c и а от температуры. При расчетах используют средние значения выше перечисленных коэффициентов. Эти значения подбирают таким образом, чтобы обеспечивалась удовлетворительная точность расчетов на основе сопоставления с экспериментальными данными. Рекомендуемые значения коэффициентов приведены в таблице 1.2.

Табл. 1.2 Теплофизические коэффициенты некоторых металлов.