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激光与加工材料之间的相互作用

  目前，激光加工用激光多处于红外波段(CO2激光——10.6pm，YAC激光——l0.6um)。根据材料吸收激光能量而产生的温度升高，可以把激光与材料相互作用过程分为如下几个阶段：

   (1)无热或基本光学阶段。从微观上来说．激光是高简并度的光于，当它的功率（能量）密度接低时，绝大部分的入射光子被材料（金属）中电zi弹性散射，这阶段主要物理过程为反射、透射和吸收。由于吸收成热甚低，不能用予一般的热加工，主要研究内容辑于基本光学范围。

   (2)相变点以下加热（T

   (3)在相变点以上但低子熔点加热( Th

   (4）在熔点以上，但低十汽化点加热(Tm

   (5)汽化点以上加热-等离子体现象。激光使材料汽化，形成等离f阵，这在激光深熔焊接中是经常见到的现象．利用等离子体反冲效应，还可以对材料世行冲击硬化。

铝—钢激光焊接机与传统焊接相比

  激光焊接机与其它传统焊接工艺相比，有着许多优点．其量主要的优势之一就是能够精准地控制能量的输入，将激光束集中于非常狭小的区域，从而产生高能量密度的热潭，读集中熟潭快速扫过焊接缝，是一种优质，高效，高质的焊接方法，激光焊作为一种新型焊接方法，具有能量密度高，热输入量低，热影响区窄，深宽比大等优点，因而激光焊接对于异种材料（铝，激光焊接机厂，钢，钛-钥），难焊材料（如铅，镁合金等）的连接提供了新的可能性，而且在大多数情况下不需填充材料．激光焊接清除了焊条及电撮材料产生的污染，并有效降低有益合金元素（如锌，钒等）的损耗．对于一些传统技术银难或无法焊接的合金系列，采用激光焊接机可使过程稳定，焊缝强度提高并具有优异的成形．

   铝-钢激光焊接机利用激光作为热潭实现铝与钢的焊接，铝母材一侧为熔化焊，镀锌铜母材一侧通过熔化的铝及填充金与钢实现钎焊连接的方法．它与摩擦焊相比不仅能够得到优质的铝／钢焊接接头，而且焊接效率比摩擦焊高：爆咋焊工艺控制较为困难，焊接过程耍根据实际情况严格控制咋药量，爆咋速度以及界面间隔等，蛤焊接带来了困难，而激光熔?钎焊能精准的控制热输入：扩散焊的焊接过程喬要在真空条件或保护气氛下实现，而且焊接过程需要较长的保沮时闷，焊接效率低，而激光熔-钎焊可在大气压下进行，而*真空室，而且效率高，速度快。

   2005年，H.Laukant等令受到了激光钎焊原理的启发，用激光填丝实现了铝合金与镀锌饲的连接，且焊接过程不需要添加任何钎焊，试验中采用了两种形式的焊接接头，搭接接头和带有法兰的对接接头，焊接过程中严格控翻激光的能量输入，在保证镀锌钢板不被熔化的前提下，将铝合金扳材熔化，熔化的铝合金与镀锌钢板形成钎焊接头，试验中采用了锌基锌，铝合金焊丝，焊丝中铝（以ZnAh化合物形式存在）的质量百分含量为2%，其余为锌．试验材料为0.9mm厚的DXS6D和DC04铜扳及厚的AA6016铝镁合盒扳，试扳尺寸为115 x200mm?

   对焊缝进行硬度测量发现，焊缝的硬度几乎与铝合金母材的硬度相当．扫描电镜分析结果表明，激光焊接机焊接接头内生成了金属问化合物，但化合物层的厚度相对较尊，量大厚度小于5pm，对化合物的成分散能谱分析显示：化合物主要以FezAls存在，化合物中各元素的质量百分含量分别为U-70%、Fe-20%，2n-5%．Si-5%．