激光焊机的工作原理?
激光是在特定波长产生的一束集中光能。在自然界中,光存在于各种波长范围内,从非常短的(X 射线和伽马射线)到非常长的(无线电波)。人类只能看到大约 430-690 纳米 (nm) 的可见光或“白光”波长。激光束是特定波长光能的放大集中。它是相干光,可以远距离聚焦在狭窄的光斑和窄光束上。激光一词是英文首字母缩写词,表示受激辐射的光放大。
激光焊机工作原理
红宝石晶体内部会产生激光束。红宝石晶体由氧化铝制成,其中分散有铬。其中形成约 1/2000 的水晶,这比天然红宝石少。镀银镜子安装在水晶的两侧。镜子的一侧有一个小孔,光束从这个孔中出来。
闪光管放置在红宝石晶体周围,红宝石晶体充满氙气惰性气体。闪光灯经过特殊设计,使闪光速度约为每秒数千次。
电能转化为光能,由闪光管工作。
电容器用于储存电能,并为闪光管提供高压以使其正常工作。
电容器和氙气释放的电能将高能量转化为每秒1/1000的白闪光率。
红宝石晶体的铬原子被激发并泵入高能量。由于产生热量,部分能量会损失。但是一些光能反射到镜面,铬原子再次被激发,直到同时失去它们额外的能量,形成一束窄的相干光。这是从水晶镜一端的小孔出来的。
该窄光束通过光学聚焦透镜聚焦,在工件上产生小而强的激光束。
激光束与材料相互作用时会发生变化
材料的激光能量吸收因多种因素而异,例如波长、材料厚度、晶体结构、材料添加剂、分子结构等。该工艺利用了这些材料特性和激光的优势,在两种塑料材料之间形成了一种结合——一种传输激光能量,一种吸收激光能量。
当激光束遇到任何材料(例如塑料)时,它会根据其遇到的材料的波长和成分被透射、反射或吸收。大多数材料都表现出一定程度的所有三种效果,但比例不同。一种材料可能对可见光谱中的光是光学透明的,对红外激光具有很强的吸收性,或者对我们的眼睛不透明但对红外激光是透明的。
激光焊机力学
激光焊接是一种通过将集中的相干光束照射到待连接的表面上而获得的热量来使材料聚结的过程。
它是通过以下几个阶段实现的:
1. 激光束与工件材料的相互作用。
2. 热传导和温升。
3. 熔化汽化与接合: 使用激光束进行焊接时,电磁辐射以能量集中在母材金属表面,使表面温度为熔化汽化,形成下面金属的熔体。
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