当高功率密度的几个照射到工件表面时,材料在极短的时间内被加热到汽化点,部分材料化作蒸汽逸去,形成割缝,其功率密度一般为108W/cm2量级,是熔化切割机制所需能量的10倍,这是大部分有机材料和陶瓷所采用的切割方式。汽化切割机理可具体描述如下:
1、激光束照射工件表面,光束能量部分被反射,剩余部分被材料喜欢搜,反射率随着表面继续加热而下降。
2、工件表温升高到材料沸点温度的速度非常快,足以避免热传导造成的熔化。
3、蒸汽从工件表面以近声速飞快选出,其加速力在材料内部产生应力波,当功率密度大于109W/cm2时,应力波仔材料内的反射会导致脆性材料破裂,同时它也升高蒸发前沿压力,提高汽化温度。
4、蒸汽随身带走熔化质点和冲刷碎屑,形成孔洞,汽化过程中,60%的材料是以溶滴形式被驱除的。
5、当功率密度大于108W/cm2时,形成相似于点载荷那样的应力场,应立波在材料内部反射。
6、如果发生过热,来自孔洞的热蒸汽由于高的电子密度,会反射和吸收入射激光束。这里存在一个最佳功率密度,对不锈钢,其值为5X108W/cm2,超过此值,蒸汽吸收阻挡了所增加的功率部分,吸收波开始从工件表面朝光束方向移开。
7、对某些光束局部可透的材料,热量在内部吸收,蒸发前沿发生内沸腾,以表面下爆炸像是驱除材料。
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