材料對激光的吸收率由下式決(jue) 定
ε=0.365{ρ[1+β(т-20)]/λ}1/2
式中ρ—鋁合金20度的直流電阻率,Ω.M
β—電阻溫度係數,℃-1
т—溫度,℃
λ—激光束的波長
對於(yu) 鋁合金來說,吸收率是溫度的函數,在鋁合金表麵熔化、汽化前。由於(yu) 鋁合金對激光的高反射,吸收率將隨溫度的升高而緩慢增加,一旦鋁合金表麵熔化、汽化,對激光的吸收率就會(hui) 迅速增加。為(wei) 提高鋁合金對激光的吸收,可以采用以下方法:
ü采取適當的表麵預處理工藝表1所示為(wei) 鋁在原始表麵(銑、車加工後)、電解拋光、噴砂(300目砂子)及陽極氧化(氧化層厚度um級)4種表麵狀態下對入射光束能量的吸收情況。由此可見,陽極氧化和噴砂處理可以顯著提高鋁對激光束的能量吸收。另外,砂紙打磨、表麵化學浸蝕、表麵鍍、石墨塗層及空氣爐中氧化等表麵預處理措施對激光束的吸收是有效的。
ü激光器參數調整選用短焦距透鏡和低階模輸出均可使光斑尺寸減小,激光功率密度增大,鋁合金對激光束的吸收率也增加。
ü焊接結構設計將工件坡口設計成斜30℃角,這樣激光束能在空隙中多次反射,形成一個(ge) 人工小孔,從(cong) 而增加激光束的吸收率。
表1鋁表麵狀態對CO2激光束吸收率的影響
|
表麵狀態 |
原始表麵 |
電解拋光 |
噴砂 |
陽極氧化 |
|
純鋁 |
7 |
5 |
20 |
22 |
|
5456 |
5~11 |
4 |
22 |
27 |
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