2.1材料对激光的吸收与反射(精)
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究
激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究【摘要】激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法，被广泛应用于工业生产中。
本文首先介绍了激光焊接技术的基本原理，包括激光束的生成和聚焦等机理。
接着介绍了激光焊接技术的研究现状，包括其在材料连接、电子器件制造等领域的应用。
结合最新的研究成果，探讨了激光焊接技术在工业生产中的应用前景和发展趋势。
分析了激光焊接技术面临的挑战，如焊缝质量控制、成本降低等问题，并提出了未来的发展展望。
激光焊接技术的不断创新和改进，将进一步推动工业制造领域的发展，为提高产品质量和生产效率提供重要支持。
【关键词】激光焊接技术、研究现状、发展趋势、工业应用、未来挑战、基本原理、总结与展望1. 引言1.1 背景介绍传统的焊接方法存在着一定的局限性，如变形大、焊道狭窄、焊缝不均匀等问题。
而激光焊接技术通过高能密度的激光束，可以实现快速、高精度焊接，避免了传统焊接方法的缺点。
激光焊接技术被认为是未来焊接领域的发展方向。
本文将探讨激光焊接技术的基本原理、当前研究现状、工业生产中的应用情况，以及未来的发展趋势和挑战。
通过对激光焊接技术的深入研究，可以更好地了解这一技术的优势和局限性，为其未来的发展提供有力支持和指导。
2. 正文2.1 激光焊接技术的基本原理激光焊接技术的基本原理是利用高功率密度激光束对工件进行瞬时加热，使其局部熔化并在熔池中实现焊接。
激光光束经过透镜聚焦后在焊接区域形成一个极小的焦点，能量集中，可以快速提高工件表面温度，达到熔化和接合的目的。
激光焊接技术的基本过程包括预热、熔化、混合和冷却四个阶段。
预热阶段是指激光束在焊缝区域加热工件并提高表面温度；熔化阶段是指工件局部熔化形成熔池；混合阶段是指添加适量的填充材料，如焊丝，以填补焊缝；冷却阶段是指熔化部分冷却形成焊接接头。
激光焊接技术具有高能量密度、高效率、精密焊接等优点。
通过调节激光功率、加工速度和焊接参数，可以实现对不同材料的焊接操作，包括金属、塑料、陶瓷等材料。
玻璃的激光切割技术
用下完成的。拉边轮的轮缘有一周小齿， 随着拉边
机的转动， 通过这些小齿对玻璃液的咬合， 使得玻
璃液被不断向前推进 ， 同时也在玻璃左右端面上各
自形成了一排啮合的咬痕。为了除去咬痕， 玻璃经
过退火窑冷端时， 需要进行纵向切割， 然后直到掰
边的阶段才能真正的除去这些不平整的边缘。掰边
是通过掰边轮以撞击的方式进行的。对于厚度较大
备应用于实际生产， 如为德国 “ｐｅｒｆｅｃｔａ－ ｆｅｎｓｔｅｒ”公
司研制的切割高硼硅玻管的激光设备。应用传统工
艺切割高硼硅玻管难度很大， 而激光切割技术则具
有很高的效益。Ｇｒｅｎｚｅｂａｃｈ 公司研制的激光切割设
８
光机电信息
Ｍａｒ ． ２００８
图 ６ 利用 Ｇｒｅｎｚｅｂａｃｈ 公司研制的激光切割设备进行玻管 切割
可用于激光切割， 但其切割原理不同于 ＣＯ２ 激光器。 从图 １ 中可以看出， 厚度为 ３．８８ ｍｍ 的超白玻璃对
于波长约为 １ μｍ 的激光透过率约为 ８０％ ， 吸收不
足 ２０％ ； 而绿玻璃的吸收率要高得多， 约有 ８０％。
玻 璃 对 波 长 约 为 １ μｍ 的 激 光 的 吸 收 属 于 体 吸 收 。
现在用于玻璃激光切割的激光器大多采用封离 型 ＣＯ２ 激光器， 输出功率在 １００～５００ Ｗ 之间。这个 功率区间的 ＣＯ２ 激光器技术已经非常成熟， 可以选 择的产品很多。例如， Ｃｏｈｅｒｅｎｔ 公司的 Ｋ－ １５０ 型激 光器， 外型尺寸只有 ９９ ｍｍ×２０ ｍｍ×１６．５ ｍｍ， 重量 只有 ９４ ｋｇ， 使用寿命超过 １０ ０００ ｈ， 集成简单， 操 作方便， 使用起来就象高功率灯泡一样简单。板条 放电的封离型 ＣＯ２ 激光器有 ２ 个适于此应用的重要 特点。首先， 这种激光器光束质量好， 聚焦特性高， 可以被聚焦到很小的点， 从而显著地提高加工效率 和切割质量； 更重要的是， 板条放电技术 ＣＯ２ 激光 器的输出绝对灵活可控， 输出的脉冲能量、脉宽以 及重复频率等都可被实时控制， 而不影响光束的聚 焦。这个优点对于实际的玻璃切割来说非常重要， 它意味着激光加工的参数可以根据不同种类、不同 厚度的玻璃的温度特性进行实时优化。
激光原位固化技术-概述说明以及解释
激光原位固化技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述激光原位固化技术是一种基于激光的先进加工技术，通过激光束的照射和热作用，使涂层材料在其初始位置进行固化和硬化。
相比传统的涂层固化方法，激光原位固化技术具有更高的精度、更快的速度和更好的固化效果。
激光原位固化技术在许多领域都有广泛的应用，特别是在电子、航空航天、汽车和医疗器械等领域。
它可以用于制造高性能电子元件、防护涂层、涂层修复、微细结构加工等。
通过激光原位固化技术，可以实现对材料的精确加工和控制，提高产品的质量和性能。
尽管激光原位固化技术具有许多优势，但也面临一些挑战。
首先，激光原位固化技术需要高精度的设备和控制系统，这增加了其成本和复杂性。
其次，不同材料对激光的反应不同，需要对材料的特性进行充分了解和研究。
此外，激光的照射过程会带来热效应和应力效应，可能对材料造成损伤。
总之，激光原位固化技术作为一种先进的加工技术，在各个领域都具有重要意义。
通过对激光原位固化技术的研究和应用，可以进一步推动各行业的发展，并改善产品的性能和质量。
未来，随着激光技术的不断发展和改进，激光原位固化技术有望实现更广泛的应用和更高的效能。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以根据以下模板来编写：文章结构的主要目的是为读者提供一个清晰的导航，使他们能够更好地理解和阅读整篇文章。
本文将按照以下结构进行组织和展示：第一部分是引言部分，包括概述、文章结构和目的。
在概述中，将简要介绍激光原位固化技术的背景和重要性。
文章结构部分将详细介绍整篇文章的组织结构和各个部分之间的逻辑关系。
目的部分将明确说明本文的写作目标和意义。
第二部分是正文部分，主要包括激光原位固化技术的定义和原理、激光原位固化技术的应用领域以及激光原位固化技术的优势和挑战。
在定义和原理部分，将详细介绍激光原位固化技术的基本概念和基本原理。
在应用领域部分，将介绍激光原位固化技术在各个领域的实际应用情况和效果。
在优势和挑战部分，将分析激光原位固化技术的优势和面临的挑战，并探讨未来的发展方向。
激光深熔焊接的主要工艺参数(精)
（一）激光深熔焊接的主要工艺参数1)激光功率。
激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。
只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。
如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。
而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。
激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。
焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。
一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。
2)光束焦斑。
光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。
但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。
光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。
最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。
这种方法要通过测量实践，掌握好激光功率大小和光束作用的时间。
3)材料吸收值。
材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。
影响材料对激光光束的吸收率的因素包括两个方面：首先是材料的电阻系数，经过对材料抛光表面的吸收率测量发现，材料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而变化；其次，材料的表面状态（或者光洁度）对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接效果产生明显作用。
CO2激光器的输出波长通常为10.6μm，陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等非金属对它的吸收率在室温就很高，而金属材料在室温时对它的吸收很差，直到材料一旦熔化乃至气化，它的吸收才急剧增加。
采用表面涂层或表面生成氧化膜的方法，提高材料对光束的吸收很有效。
4)焊接速度。
焊接速度对熔深影响较大，提高速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。
材料对激光的吸收率及影响因素
材料对激光的吸收率及影响因素激光加工原理激光之所以能作为加工手段之一是因为其光作用。
激光的该种光作用主要有光化学反应和光热效应两类。
其中，激光去除加工（如切割、打孔）和激光焊接就是利用了激光的光热效应。
因此，为了获得较为理想的激光切割质量，首先须认识和理解激光与物质的相互作用机理。
激光加工材料的过程可分为如下几个：材料热吸收过程激光辐射到被加工材料表面时,该过程会发生反射、吸收、透射及散射等光学现象。
其中，散射或反射、透射会损失部分能量，而被吸收的大量光子通过与金属晶格的相互作用而转换成材料的热能，从而致使被加工材料表面发生温升。
在转换过程中，材料对激光的吸收率与材料的类型和结构、激光波长及是否偏振等参数有关。
由于吸收热较低，该阶段不能用于一般的热加工。
材料被加热过程当激光辐射到被加工材料时,其中，被吸收的那部分能量使内部晶格的热振动转换为热能。
转化后的热能以热传导的方式由外向里在被加工材料内部及四周扩散,从而形成温度场,从而达到加热的目的，该温度场致使其变性。
该过程为材料表面熔化和汽化做准备。
材料表面熔化和汽化过程当材料表面温度超过其熔点时，材料表面开始熔化，形成熔池，熔池外主要是传热，并随着热影响区不断向内部扩散，熔化也开始向内部发展。
当材料表面温度达到其气化点后，激光束可使材料表面产生气化和等离子体辐射。
随着照射时间的持续，熔池的表面将产生气化，并开始生成等离子体，进而形成表面烧蚀，从而达到去除材料的目的。
冷却、凝固过程当激光作用结束后,被加工区的材料开始冷却降温,熔化的材料重新凝固,形成新的表层。
该表层的形成会影响激光加工的质量，应尽量避免其形成或减小其形成面积。
激光加工实质上就是激光与物质之间的相互作用。
激光与物质的相互作用是指激光束投射到物质表面（或内部）时，部分能量被反射，部分被吸收，部分被传递出去，光能以电子和原子的振动激发形式被吸收，从而发生能量的转移与传递，能量转移与传递引起各种物理、化学和生物等效应与过程。
激光加工热透镜效应_概述说明以及解释
激光加工热透镜效应概述说明以及解释1. 引言1.1 概述激光加工作为一种高精度、高效率的材料加工技术，广泛应用于各个领域。
然而，在激光加工过程中，由于光能的聚焦和吸收等因素，会产生热透镜效应。
这一现象会对激光加工质量产生重要影响，限制了激光加工技术的进一步发展和应用。
本文将对激光加工热透镜效应进行详细的概述和说明，并阐明其在实际应用中的解释和影响因素。
同时，我们将探讨如何减弱或避免热透镜效应对激光加工质量的影响，并介绍已有方法和技术的局限性与改进方向。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、激光加工热透镜效应、解释热透镜效应阻碍激光加工的原因、应用实例与成功案例分析以及结论与总结。
在“引言”部分，我们将对文章进行简单的介绍，并说明文章的结构和目的。
“激光加工热透镜效应”部分将详细定义和解释热透镜效应的原理，以及在加工过程中该效应的表现和影响因素分析。
“解释热透镜效应阻碍激光加工的原因”部分将对热透镜效应对加工质量的影响进行探讨，并提出减弱或避免该效应影响的方法和技术，并分析已有方法和技术的局限性，并提出改进方向。
“应用实例与成功案例分析”部分将通过具体行业中的实例，分析激光加工热透镜效应的应用情况以及成功案例，并展望未来发展方向和趋势。
最后，在“结论与总结”部分，我们将总结对激光加工热透镜效应的重要性并强调其作用，同时介绍本文中所得到的研究成果和创新，并提出后续工作和研究方向建议。
1.3 目的本文旨在全面了解激光加工中的热透镜效应以及其对加工质量产生的影响。
通过介绍已有方法和技术，探讨如何减弱或避免热透镜效应的影响，以期为激光加工技术的进一步发展提供参考。
同时，通过实际应用和成功案例分析，揭示激光加工热透镜效应在不同领域中的具体应用情况，并展望未来的发展和趋势。
最终，希望本文能对相关领域的研究者和从业人员提供有益的参考和指导。
2. 激光加工热透镜效应:2.1 定义与原理:激光加工热透镜效应是指在激光加工过程中由于材料受到激光能量的作用而导致温度升高，从而引起材料的折射率发生变化，形成一个类似于透镜的聚焦效应。
材料对激光的吸收率及影响因素
材料对激光的吸收率及影响因素激光加工原理激光之所以能作为加工手段之一是因为其光作用。
激光的该种光作用主要有光化学反应和光热效应两类。
其中，激光去除加工（如切割、打孔）和激光焊接就是利用了激光的光热效应。
因此，为了获得较为理想的激光切割质量，首先须认识和理解激光与物质的相互作用机理。
激光加工材料的过程可分为如下几个：材料热吸收过程激光辐射到被加工材料表面时,该过程会发生反射、吸收、透射及散射等光学现象。
其中，散射或反射、透射会损失部分能量，而被吸收的大量光子通过与金属晶格的相互作用而转换成材料的热能，从而致使被加工材料表面发生温升。
在转换过程中，材料对激光的吸收率与材料的类型和结构、激光波长及是否偏振等参数有关。
由于吸收热较低，该阶段不能用于一般的热加工。
材料被加热过程当激光辐射到被加工材料时,其中，被吸收的那部分能量使内部晶格的热振动转换为热能。
转化后的热能以热传导的方式由外向里在被加工材料内部及四周扩散,从而形成温度场,从而达到加热的目的，该温度场致使其变性。
该过程为材料表面熔化和汽化做准备。
材料表面熔化和汽化过程当材料表面温度超过其熔点时，材料表面开始熔化，形成熔池，熔池外主要是传热，并随着热影响区不断向内部扩散，熔化也开始向内部发展。
当材料表面温度达到其气化点后，激光束可使材料表面产生气化和等离子体辐射。
随着照射时间的持续，熔池的表面将产生气化，并开始生成等离子体，进而形成表面烧蚀，从而达到去除材料的目的。
冷却、凝固过程当激光作用结束后,被加工区的材料开始冷却降温,熔化的材料重新凝固,形成新的表层。
该表层的形成会影响激光加工的质量，应尽量避免其形成或减小其形成面积。
激光加工实质上就是激光与物质之间的相互作用。
激光与物质的相互作用是指激光束投射到物质表面（或内部）时，部分能量被反射，部分被吸收，部分被传递出去，光能以电子和原子的振动激发形式被吸收，从而发生能量的转移与传递，能量转移与传递引起各种物理、化学和生物等效应与过程。
光波对材料的吸收与反射特性
光波对材料的吸收与反射特性光波是由电磁波构成的，它在与材料相互作用的过程中，会产生吸收与反射现象。
光波的吸收与反射特性是由材料的性质决定的，包括材料的组成、结构以及光波的频率等因素。
首先，材料的组成对光波的吸收与反射特性有着重要影响。
不同的材料由不同的原子或分子组成，这些原子或分子吸收和发射光波的能力不同。
例如，金属由自由电子构成，它们能够自由地吸收和发射光波。
这就是为什么金属具有良好的反射性能，可以反射大部分光波。
相比之下，非金属材料如木材或塑料由于缺乏自由电子，其吸收和发射能力较弱，所以吸收更多的光波，具有较低的反射性能。
其次，材料的结构也会影响光波的吸收与反射特性。
材料的结构包括晶体结构和分子结构。
晶体结构的规则排列使得材料能够有效地反射光波，导致光波的吸收较低。
而分子结构的不规则排列则会导致光波在材料中的散射和吸收增加。
例如，透明的玻璃由于其具有有序的晶体结构，能够将光波大部分反射和透射，几乎不吸收光波。
而均匀的涂层或颜色鲜艳的涂料则由于其分子结构的不规则性，会吸收较多的光波，表现出较低的反射性能。
此外，光波的频率对材料的吸收与反射特性也起着重要作用。
不同频率的光波与材料相互作用时，会产生不同程度的吸收和反射。
通常，材料对于与其内部结构和原子或分子固有振动频率相近的光波具有较高的吸收能力。
这就是为什么红外线辐射能够被许多物质吸收，而可见光则可以穿透这些物质的原因。
通过控制光波的频率，可以实现对材料的选择性吸收和反射。
总结起来，光波的吸收与反射特性是由材料的组成、结构以及光波的频率所决定的。
金属材料具有较高的反射性能，因为其由自由电子构成；非金属材料则对光波更具吸收能力。
晶体结构的材料具有较低的吸收能力，而分子结构的材料则具有较高的吸收能力。
光波的频率与材料内部结构和原子或分子固有振动频率的接近程度也会影响吸收与反射特性。
通过进一步研究和应用这些特性，可以在光学器件设计、能量转换和光成像等领域中取得重要的应用。
材料的光学性能
第十二章
材料的光学性能
§12.1材料的线性光学性能
从微观上分析，光子与固体材料相互作用，实际上是光子与固体材料 中的原子、离子、电子之间的相互作用，出现的二种重要结果是：
(1)电子极化 电磁辐射的电场分量，在可见光频率范围内，电场分量
与传播过程中的每个原子都发生作用，引起电子极化，即造成电子云和原 子核电荷重心发生相对位移。其结果，当光线通过介质时，一部分能量被
散射有两种情况，一种是散射光波长与入射光相同，称为瑞利散射；
另一种与入射光波长不同，称为联合散射（亦称拉曼散射）。根据散射效 果是否强烈依赖于波长又可分为瑞利（Reayleigh）散射和米氏（Mie）散 射。
材料性能
第十二章
材料的光学性能
§12.1材料的线性光学性能
二、材料的透光性
1.透光性
材料可以使光透过的性能称为透光性。透光性是一个综合指标，
式中：K为吸收率,其值取决于介质材料的特性。
光透射后的强度与入射时强度的比值称为光透过率T, T=I/I0=exp(-βx)
对于平面状材料，总透过率取决于反射损失和吸收两个方面。
对于垂直入射的情况，总透过率由下式给出： T’=I/I0=（1－R）2exp(-βx)
式中：R为反射系数。不同的材料β差别很大，空气的吸收系数
(2)材料的结构、晶型 （双折射现象） 折射率不仅与构成材料的离子半径有关，还与它们在晶胞中的排列 有关。根据光线通过材料的表现，把介质分为均质介质和非均质介质。 非晶态(无定型体)和立方晶体结构，当光线通过时光速不因入射方向而改 变，故材料只有一个折射率，此乃为均质介质。除立方晶体外的其他晶型 都属于非均质介质。其特点是光进入介质时产生双折射现象。折射定律的 双折射现象使晶体有二个折射率：其一是服从寻常光折射率n0，不论入射 方向怎样变化，n0始终为一常数；而另一折射光的折射率随入射方向而改 变，称为非寻常光的折射率ne。当光沿晶体的光轴方向入射时，不产生双 折射，只有n0存在。当与光轴方向垂直入射时，ne最大，表现为材料特性 。例如，石英的n0=1.543，ne=1.552。—般来说，沿晶体密堆积程度较大 的方向，其ne较大。
精简版---激光原理知识点+复习90题
T
A C
1 2L
B D
2 R1
R2
2 R2
1
2L R1
2 L1
L R2
2L R1
1
2L R1
1
2L R2
把条件 R1 R2 R L 带入到转换矩阵 T，得到：
T
A C
B D
1 0
0 1
共轴球面腔的稳定判别式子 1 1 A D 1
2
如果 1 A D 1 或者 1 A D 1 ，则谐振腔是临界腔，是否是稳定腔要根据情况来定。本题中 ，
(1)判断腔的稳定性; (2)求输出端光斑大小； (3)若输出端刚好位于焦距 f=0.1m 的薄透镜焦平面上，求经透镜聚焦后的光腰大小和位置。
解: (1)如图所示，等效腔长
L
'
a
b
0.44
m
0.1 m 1.7
0.5m
由等效腔长可得
：
g1 g 2
1
L' R1
1
L' R2
1
0.5 1
1
0.5
2
1
1.52 1
1.52
要达到稳定腔的条件，必须是 1 1 A D 1，按照这个条件，得到腔的几何长度为：
2
1.17 L1 2.17 ，单位是米。（作图）
11
4.4（夏珉习题 2.19 数据有改变）如图 2.8 所示，波长 1.06m的钕玻璃激光器,全反射镜的曲率半径
R=1m，距离全反射镜 0.44m 处放置长为 b=0.1m 的钕玻璃棒，其折射率为 n=1.7。棒的右端直接 镀上半反射膜作为腔的输出端。
第三章
光学谐振腔
三类植入医疗器械的异种金属材料激光焊接工艺
三类植入医疗器械的异种金属材料激光焊接工艺【摘要】三类植入医疗器械需要进入人体血管组织并长期植入在人体，其尺寸小且精度要求高，需要通过激光焊接的工艺将显影用的铂、金、钽等材料焊接到不锈钢、钴铬合金、镍钛合金等三类医疗器械上。
【关键词】金属材料激光焊接，异种材料焊接，医疗器械目前三类植入医疗器械以金属零部件为主要组成部分，主要用的金属材料有316LVM不锈钢、L605和MP35N的钴铬合金、镍钛合金、钛合金等，这些金属材料本身在X射线下的显影效果不佳，因此通常要配合铂、铂-铱合金、金、钽等X射线不能透过的金属材料作为显影标记。
例如用形状记忆镍钛合金管材经过激光切割、热处理定型、电解抛光工艺制成的下肢外周血管支架，其两端通常每端需要2-4个显影点用以在手术时显示支架两端的位置。
通常在其由于不同金属材料的物理性能有较大差异，加上三类植入医疗器械本身尺寸小且精度要求高，给医疗器械上异种金属材料焊接带来极大挑战。
1、焊接材料分类和焊接过程1.1按照激光焊接特效对材料分类材料通过吸收激光发热，从固态变为熔融的液态甚至气化为气态，在这个过程中材料对激光的吸收效率是不同的。
当材料处于固态时，不同类型材料对激光的吸收效率有较大差异；当材料从固态变为液态时，激光能量的吸收会发生巨变；当材料气化时，入射的激光几乎全部被有效吸收。
因此选择合适的激光功率密度是激光焊接工艺的一个关键点：激光功率密度不足时，激光能量不足以将固态的金属熔化，达不到激光焊接目的；激光功率密度过高时，金属材料直接气化，会造成焊接孔洞等焊接缺陷。
按照材料熔化、汽化所需的功率密度，可以将材料分为三类。
表1：材料分类所需激光功率密度的目的是确保激光能量有效的耦合到材料表面，这个过程称为表面耦合效应。
建立此新表面通常需要几皮秒（1.0E-12秒）的时间，新表面的厚度通常为0.1um。
表面耦合效应必须得到保证，否则部分激光能量会被反射从而不起作用。
1.2异种材料激光可焊性的判别步骤一：查看每种合金的组成，并将合金元素按照第一部分的三种材料类别进行归类：1）如果合金元素成分属于同一类别，则确信可以焊接。
激光复合焊工艺参数选择
第50卷第2期2021年4月船海工程SHIP&OCEAN ENGINEERINGVol.50No.2Apr.2021DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2021.02.025激光复合焊工艺参数选择郑小东，李洛凡，李宁(上海外高桥造船有限公司，上海200137)摘要:针对激光复合焊首次应用于船舶制造，参数众多,缺少针对性试验的问题，进行多参数调整、多次对比试验，分析各项参数对激光复合焊质量的影响，结合试验数据提出各项参数的合理范围，确定的重要参数有激光功率、激光吸收率、焦点位置及光丝间距，与电弧相关的参数有焊接速度、送丝速度,以及过渡形式，各项参数的参数调整会宜接影响到复合效果，进而影响焊接质量。
关键词:激光功率;激光吸收率;焦点位置;光丝间距;焊接速度中图分类号:U671.8文献标志码:A文章编号：1671-7953(2021)02-0098-05激光复合焊因其被焊件热影响区小、焊接深宽比高、不局限于导电材料、不受磁场的影响、焊接过程中变形小等特点,近些年在国内船舶制造行业得到了迅速的发展和应用。
在国内首制大型邮轮薄板分段的建设中，引进了多套激光复合焊设备,实现了拼板焊缝单面焊双面成型、纵骨一次定位焊接等工作,在保证了焊接质量的同时,减少了大量矫平、返修工作,提升了生产效率,在船舶制造中有着重要意义。
影响激光复合焊质量的主要参数大致分为2类:①与激光参数，如,激光功率、激光吸收率等;②电弧的参数，如,焊接速度、送丝速度等。
这几个重要参数均会对熔深、正反面焊宽、焊缝成型产生影响。
结合以往经验，通过各项参数的对照试验,分析并调试出不同工况下各参数之间的合理选择范围，可以用于提高激光复合焊设备操作人员的技术水平,提升激光复合焊质量。
1关键参数对焊接质量的影响1.1对照试验焊接速度、送丝速度,以及激光功率是3个宜接影响激光复合焊质量的关键参数。
焊接速度和送丝速度对焊缝正反面熔宽及余高起主导作用,激光功率会直接影响焊缝的熔深,当光斑直径一定时,熔深随着激光功率的提高而增加。
altechna反射镜损伤阈值__概述说明以及解释
altechna反射镜损伤阈值概述说明以及解释1. 引言1.1 概述反射镜是一种常见的光学元件，广泛应用于激光器、望远镜等领域。
然而，在高功率激光照射下，反射镜往往会发生损伤现象，影响其使用寿命和性能。
了解反射镜的损伤阈值对于设计和选择适合的材料和制造工艺至关重要。
本文旨在对altechna反射镜损伤阈值进行概述、说明和解释。
首先介绍损伤阈值的定义、背景以及测量方法。
然后介绍altechna反射镜的基本情况和特点，以及其在不同领域的应用。
接着，将对损伤阈值进行详细解释，包括物理机制、影响因素分析以及相关研究进展和挑战。
最后，通过总结研究结果，并展望未来的发展趋势，给出实际应用建议。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，各部分内容如下：1. 引言：简要介绍文章内容和结构。
2. 反射镜损伤阈值：定义、背景和测量方法的概述。
3. altechna反射镜概述：介绍altechna反射镜的简介、特点和制造工艺。
4. 损伤阈值的解释：解释损伤阈值的物理机制、影响因素分析以及相关研究进展和挑战。
5. 结论与展望：总结研究结果，展望未来的发展趋势，并给出实际应用建议。
1.3 目的本文旨在提供关于altechna反射镜损伤阈值的全面了解。
通过对其定义、背景以及测量方法进行概述，读者可以获得对损伤阈值概念的清晰认识。
接着，通过对altechna反射镜的综合介绍，读者将了解到其特点和制造工艺。
最后，通过对损伤阈值物理机制、影响因素分析以及研究进展和挑战等内容的详细解释，读者能够深入理解该领域目前所取得的成果和面临的问题。
通过结论与展望部分，读者可以获得总结性意见，并有针对性地给出实际应用建议。
2. 反射镜损伤阈值2.1 定义和背景在研究光学元件的性能和可靠性时，反射镜损伤阈值是一个重要的参数。
它定义为材料能够承受的激光辐照强度或功率密度的最大限制，超过该限制后反射镜表面会发生损伤或破坏。
反射镜损伤阈值通常与所使用的材料、脉冲宽度、波长等因素有关。
激光加工的工作原理特点及应用
激光加工的工作原理特点及应用1. 工作原理激光加工是利用激光束对材料进行切割、焊接、打孔等加工过程的一种先进技术。
其工作原理主要包括以下几个方面：1.1 激光的发射原理激光是一种特殊的光束，具有高度的单色性、相干性和方向性。
激光器通过激发介质的方式将能量从外部源输入，使其与介质内的原子、分子发生相互作用产生能量，从而产生激光。
1.2 激光与材料的相互作用激光在与材料相互作用时，会产生吸收、反射、透过等过程。
其中，对于大多数材料来说，光能量会被吸收，然后转化为材料内部的热能。
1.3 激光加工过程激光加工过程包括光束聚焦、物质加热与熔化、气体吹扫等步骤。
首先，激光束经过透镜聚焦后，能量密度会增加，使材料迅速升温。
然后，材料会熔化或者挥发，完成切割或加工过程。
最后，通过气体的吹扫，将熔化的材料排出切割区域。
2. 工作特点激光加工具有以下几个显著的特点：2.1 高精度由于激光光束具有较小的聚焦直径，因此可以实现非常高的加工精度。
激光加工可以达到亚微米级别的精度，适用于对精度要求较高的行业，如电子、医疗等。
2.2 高速度激光加工速度快，可以达到每小时几米到几十米的加工速度。
相比传统机械加工方法，激光加工节省了大量的加工时间，提高了生产效率。
2.3 非接触加工激光加工是一种非接触式加工方式，光束直接作用于材料表面，无需物理接触。
这不仅避免了由于接触而导致的材料损坏和工具磨损，还能够处理复杂的形状和脆性材料。
2.4 热影响区小激光加工时，激光束的能量集中在很小的区域内，使热影响区域极小。
这种特点使得激光加工适用于对材料热变形和热影响敏感的领域。
2.5 可编程控制激光加工装备可以通过计算机编程进行控制，实现自动化。
利用CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）软件，可以实现复杂图形的加工，提高生产效率和精度。
3. 应用领域激光加工技术广泛应用于以下领域：3.1 电子工业激光加工在电子行业中被广泛应用于电路板切割、焊接、打孔等工艺。
激光焊接试验报告汇总
激光焊接实验报告一、实验目的1、理解激光焊接的基本原理及特点，熟悉运用激光进行金属焊接的具体过程。
2、观察CO2与YAG两种激光器的焊接过程，理解其焊接方式的条件及形成机理。
23、掌握激光焊接机床及机械手的基本操作步骤和方法，能够进行简单的焊接操作。
4、掌握金相测量方法，观察和记录焊接实验现象，测量熔深、熔宽，并对焊接结果进行合理分析。
5、了解激光焊接的应用。
二、实验原理2.1 激光焊接原理激光焊接采用连续或脉冲激光束实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
功率密度小于104 ~105 W/cm2 为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105 ~107W/cm2 时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。
图1是CO2激光器焊接结构图。
图1 CO2激光器焊接结构图在焊接金属的过程中，随着激光功率密度提高，材料表面会发生一系列变化，其包括表面温度升高、熔化、气化、形成小孔并出现光致等离子体。
不同功率密度激光焊接金属材料时的主要过程如图2所示。
当激光功率密度小于104W/cm2数量级时，金属吸收激光能量只引起材料表层温度的升高，并没有发生熔化。
当功率密度在大于104W/cm2小于106W/cm2数量级范围内时，金属料表层发生熔化。
功率密度达到106W/cm2数量级时，材料表面在激光束的作用下发生气化，在气化反冲压力的作用下，液态熔池向下凹陷形成深熔小孔。
同时，伴随有金属蒸汽电离形成光致等离子体的现象。
当功率密度大于107W/cm2时，光致等离子体将逆着激光束的入射方向传输，形成等离子体云团，出现等离子体对激光的屏蔽现象。
图2 不同功率密度激光辐照金属材料的主要物理过程2.2激光焊接模式根据是否产生小孔效应可以把激光焊接分为两种模式，即热导焊模式和深熔焊模式。
2.2.1、激光热传导焊接激光加热加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池，如图3 （a）所示。
发光材料
主编：刘道高发副主编：光指导老师：叶晓萍材料08化工一班出版社前言我们地球最大的光源就是太阳了，没有太阳就没有地球。
但是太阳下山后，就没有太阳的光源了。
于是，我们祖先就发现了最原始的发光材料--木材。
随着社会的进步，从木材，灯油，蜡烛，电灯到现在的一系列新型发光材料应运而生。
现在的发光材料不仅仅用于照明，还用于医学，军事等的激光，冷光等等。
对发光材料最早研究的相信是发明电灯的爱迪生了，电灯的灯丝爱迪生就实验了五千多中材料才发现乌丝适合做电灯的灯丝。
从十七世纪开始，发光现实逐步成为实验科学的研究对象。
1852年，斯托克斯提出关于光致发光的第一个规律：。
1867年BECQUEREL研究了红宝石的光谱特性。
1878年，有人报道了低压下真空放电引起的玻璃管壁发光现象，由此引发了对阴极射线发光的研究。
19世纪末20世纪初，对于发光的研究引发了物理力学两大重大发现，X射线和天然放射性。
伦琴通过对BaPt(CN)的研究发现了X射线，贝克勒则通过硫酸钾铀发现核辐射。
此后，1905年爱因斯坦用光子的该院揭示了斯托克斯规律的意义。
1913年波尔提出了原子结构的量子理论，为光学物理奠定了理论基础。
发光材料广泛的应用在人们的生活之中，我们身边的手机，电脑，电视的显示器都是由发光材料构成的。
发光材料还运用于通信卫星，雷达，光学计算机，生物分子探针，航天飞机等。
本论文研究光致发光材料的结构，制备工艺和性能及应用于一体，既有一定的理论性，又密切结合发光材料也器件的生产实践。
可谓我们大学生创业或者从事发光材料研究生产的工程技术人员提供一个指路明灯。
人们对发光材料已经有了充分的感性认识。
然而，何种物质才能称为发光材料。
发光材料的发光机理是什么，用什么物理指标对其进行表征。
发光材料是什么生产制备的，以及发光材料的应用及发展趋势。
下面我们就通过光致发光材料的介绍并且带着这些问题来学习何为发光材料。
目录一，发光材料的概念………………………………………………………..1.1发光材料的定义……………………………………………………………………………………1.2发光材料的分类……………………………………………………………………………………1.3发光材料基本性能指标及测试方法………………………………………………………………二，光致发光材料发光的机理……………………………………………2.1光致发光2.1.1光吸收过程2.1.2 光辐射返回基态：发光2.1.3 非辐射返回基态2.2发光材料的能量传递2.3发光机理三，生产工艺…………………………………………………………………生产流程…………………………………………………………………………………………主要设备…………………………………………………………………………………………注意事项…………………………………………………………………………………………. 四，发光材料的技术应用及发展前景……………………………………….第一章发光材料的概念1.1发光材料的定义发光材料又称发光体，是一种能够把从外界吸收的各种形式的能量转换为非平衡光辐射的功能材料。
材料对光的吸收
材料对光的吸收摘要：一、材料对光的作用和影响1.光在材料中的传播2.材料对光的吸收与反射3.光的吸收与材料性质的关系二、光的吸收原理1.光子与材料原子的相互作用2.光能转化为材料内能3.吸收光谱与光吸收现象三、影响材料对光吸收的因素1.材料的物理性质2.光的波长和强度3.温度和压力等环境条件四、光吸收在实际应用中的重要性1.光电器件的设计与制造2.节能与环保3.光吸收在生物医学领域的应用正文：材料对光的吸收是一个普遍存在的现象，它影响着光的传播、材料的性质以及光在实际应用中的效果。
首先，光在材料中的传播受到材料对光的吸收与反射的影响。
当光进入材料时，部分光会被材料吸收，使得光的传播速度降低，同时也会使材料升温。
而另一部分光会被材料反射，这取决于材料的表面光滑度和光的反射系数。
光的吸收原理主要涉及光子与材料原子的相互作用。
当光子与材料原子相互作用时，光子的能量会传递给原子，使原子的振动增强，从而导致材料内能的增加。
这种现象可以通过吸收光谱来观察，吸收光谱揭示了材料在不同波长下对光的吸收能力。
影响材料对光吸收的因素多种多样。
首先，材料的物理性质，如颜色、密度、透明度等，直接影响其对光的吸收能力。
此外，光的波长和强度也会影响材料对光的吸收，不同波长的光在材料中的吸收程度不同，而光的强度则影响单位时间内被吸收的光子数量。
在实际应用中，温度和压力等环境条件也会影响材料对光的吸收。
光吸收在实际应用中具有重要意义。
例如，在光电器件的设计与制造中，了解材料的光吸收特性是提高器件性能的关键。
通过调节材料的结构和组成，可以实现对光吸收的有效调控，从而提高光电器件的性能。
此外，光吸收在节能与环保领域也具有重要作用。
通过研究材料的光吸收特性，可以开发出高效的光吸收材料，从而提高太阳能电池等可再生能源设备的转化效率。
在生物医学领域，光吸收现象也被应用于光学成像、光热治疗等方面，为疾病的诊断和治疗提供新的手段。
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4. 作业思考题
（1）利用激光技术加工材料，从本质上讲激光与材料的相 互作用是什么过程？
（2）简述影响材料对激光吸收的因素和影响规律是什么？
材料对激光的吸收与反射
课程名称：激光加工技术 主讲人：王文权 单位：浙江工贸职业技术学院
材料对激光的吸收与反射
1.教学目标
理解在激光加工过程中激光与材料相互作用的机制,掌 握材料对激光光波吸收的影响因素和规律。
2. 材料对激光的作用
2.1 材料对激光的吸收
激光与材料的相互作用是激光加工的物理基础，本质是光 波电磁场与物质内带电粒子的作用，即能量转换过程。
对于金属材料加工，主要考察吸收和反射（透射为零）。 吸收率a=P吸/P总；反射率R=P反/P总，则有a+R=1
2.2 影响材料吸收光波的因素
2.2.1 激光波长
室温下激光波长增 加，吸收率减小
图1 室温下常用金属的反射率与波长的关系
2.2.2 加热温度
吸收率
材料温度升高， 吸收率增大
温度
图2 材料吸收率与温度的关系
2.2.3Байду номын сангаас材料表面状态
表1 不同涂层材料的吸收率
表面粗糙、氧化膜或 涂层可增大吸收率
注：材料：40钢；激光功率：150W； 扫描速度：10mm/s
2.2.4 材料性质
波长在红外线范围内，电 阻越小，吸收率越低
图3 不同材料对不同波长激光的吸收率
约390nm-780nm
3. 小结
室温下激光波长增加，材料的吸收率减小；材料温度升 高，吸收率增大；表面粗糙、氧化膜等增大吸收率；波长 在红外区内，电阻越小，吸收率越低。