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      激光加工介绍镁合金激光加工技术有哪些?


          镁合金具有高的比强度、比刚度、导热性、可切削加工性和可回收性,被称为21世纪的“绿色”工程材料。近年来,镁合金材料在各种机壳、“陆海空”交通运载工具、国防工业等方面获得了广泛的应用,随着镁的提炼及深加工技术的发展,镁合金材料已成为继钢铁和铝之后的第三大类金属材料,在全球范围内得到快速发展。 

          本文在综述国内外镁合金激光切割、激光焊接、激光表面改性等技术的基础上,对镁合金的激光加工技术进行了研究。 

      1 、镁合金的激光加工切割技术 

          切割是镁合金材料深加工的首要?#26041;冢?#33391;好的切割质量是材料深加工的保证。与传统切割方法相比,激光切割具有更高的切割精度、更低的粗糙度和更高的生产效率。?#22771;埃?#22269;内外对镁合金激光切割的研?#21487;?#23646;?#22987;?nbsp;

           我们利用500W固体脉冲Nd:YAG激光对4mm厚AZ31B镁合金板材进行了切割工艺研究。激光切缝窄细,上缝宽0.45mm、中缝宽0.22mm、下 缝宽0.35mm,切缝垂直度为0.05mm,切面波纹小且分布规露。热影响区不明显,切缝的整体宽度约为空气等离子弧切割的1/4。但是,切缝的下表面 有轻微的氧化现象,切面有80μm厚的组织形貌为等轴晶的重熔层。

           工艺研究得出的结论是:切缝宽度随着放电电压、脉冲宽度、脉冲频率的增大而增大,切割速 度与辅助气体对切缝宽度的影响不大。

      2、激光加工与镁台金材料的作用机理 

           镁合金材料的 激光加工是基于光热效应的热加工,前提是激光被镁合金材料吸收并转化为热能。从原子结构理论分析,激光对金属材料的作用是高频电磁场对物质中自由电子的作 用,材料中的自由电子在激光诱导作用下发生高频振动,通过韧致辐射,部分振动能量转变为电磁波向外辐射,其余转化为电子的平均动能,再通过电子与晶格之间 的驰豫过程转变为热能。 

      不同材料对于不同波长的激光加工的吸收有很大的差别,吸收率AN,表示为:newmaker.com

          其中:c0为光速,c0=3×108m/s为入射激光的波长;为金属材料的导电率。?#37038;?#21487;?#38053;?#20986;,被加工材料?#27426;ㄊ保?#28608;光的波长越短,材料对激光的吸 收越多。金属中的大量自由电子由于集肤效应的作用,阻碍激光能?#21487;?#20837;材料内部,使之大部分被反射掉,所以?#35805;?#26448;料对CO2气体激光(λ=10.6μm)的 吸收比对YAG固体激光(λ=1.06μm)的吸收低。

           当激光波长为一恒定值?#20445;?#26448;料对该激光束吸收率的大小取决于材料的导电率,导电率越大,材料对激光 的吸收越少。所以,镁合金材料对激光的吸收比?#35805;?#37329;属材料对激光的吸收要?#20572;?#36825;是对镁合金材料进行激光加工?#21738;?#28857;之?#24359;?nbsp;


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