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金属激光切割机的激光冲击如何强化




    激光脉冲可以在金属表面产生峰值为10000000000Pa的应力波。如果金属表面涂有一层可以使入射激光通过的金融能力,则由激光产生的应力波的振幅将大大增加。幅度增??加的幅度由激光加热透明材料的温度控制,该温度近似入射激光脉冲的波形。

 

 

    应力波的衰减时间比激光脉冲的衰减时间慢,因为它取决于周围材料的作用速率以及从加热到较冷的临界材料的气体的热导率。即使在气体环境中进行测试,该应力波也足以引起金属的强烈塑性变形。激光具有在材料中产生高应力场的能力。人们利用激光产生的应力波使金属或合金发生爆炸性或快速平面冲击变形,从而改变材料的性能。

    目前,抗冲击金属的研究和应用通常是用钕玻璃的脉冲激光进行的。但是,从红外可见光波段到接近紫外区域的波长范围的激光也具有类似的功能。该激光器产生的有效波对金属材料的影响包括增加表面强度,增加屈服强度和增加某些金属的疲劳寿命。

    激光在金属目标中的作用首先是经典的电磁辐射及其与金属导体的相互作用,然后是加热的等离子体(其吸收系数由逆致辐射控制)。碰撞方程用于描述叠加的金属靶的(包括零温度行为)行为,包括大颗粒的热运动以及电子的热激发和热电离。传热过程涉及等离子体中被离子化的电子中金属原子的辐射扩散和传导。

    应力波的波形和幅度取决于加热气体的热过程,该过程由激光作用在表面上的作用时间控制。(在短时间内吸收激光的能量,以避免能量从作用区域损失),并受到流体力学过程的影响。这两种效果都会降低应力波的幅度。导热引起吸收材料的汽化热并影响应力波场。特别地,功率密度降低。




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