Aumento de la absorción de energía láser en metales: 4 métodos eficaces

El principal reto en el procesamiento por láser de materiales metálicos es la tasa de absorción de energía láser. Para mejorar la eficacia de acoplamiento de la radiación láser en el procesamiento de diferentes materiales metálicos, se suelen emplear las siguientes técnicas.

Absorción de energía láser

La longitud de onda del láser utilizado para irradiar materiales metálicos se selecciona para que sea la longitud de onda crítica. Por ejemplo, Al, Au y Ti tienen longitudes de onda críticas de aproximadamente 1064 nm, 630 nm y 10000 nm, respectivamente.

Cuando la longitud de onda del haz láser es superior a la longitud de onda crítica, el superficie metálicaaumenta drásticamente y su absortividad disminuye bruscamente, de modo que se refleja más de 92% del haz láser incidente.

El YAG láser de estado sólidoutilizado habitualmente en el micromecanizado por láser, tiene una longitud de onda de 1064 nm. A esta longitud de onda, la reflectividad de la mayoría de los metales, como Al, Cu, Ni, Ag, Pt, Zn y Pb, es superior a 80%.

Las emisiones de CO2 láser de gasque se utiliza con frecuencia en el procesamiento láser de alta potencia, tiene una longitud de onda láser de 10600 nm. Como resultado, la reflectividad de la mayoría de los metales con este láser es superior a 90%.

Ta superficie metálica se cubre con un revestimiento adecuado para mejorar la absorción del láser incidente.

Normalmente, se aplica grafito o fosfato de manganeso como revestimiento sobre la superficie. Este revestimiento da lugar a una capa negra de absorción, que puede aumentar la tasa de absorción entre 60% y 80%.

Sin embargo, el grosor adecuado del revestimiento es crucial. Si el revestimiento es demasiado grueso, puede evaporarse debido al calor excesivo. Si es demasiado fino, puede evaporarse por completo antes del final de procesamiento láserlo que provoca la reflexión del metal durante la radiación láser.

El grosor del revestimiento afecta a la absorción y transferencia de la energía luminosa al metal a través de la conducción del calor. Si el revestimiento se ha evaporado al final del procesamiento láser, se considera que éste es el grosor de revestimiento óptimo. Este valor puede determinarse mediante pruebas.

Otratamiento previo ptico

El pretratamiento óptico es una tecnología reciente y no contaminante que mejora la absorción en las superficies de los materiales. Emplea principalmente la combinación de láser excimer con espectro UV y CO2 para el postratamiento simultáneo, lo que produjo un aumento significativo de las emisiones de CO2 absorción del láser en la superficie del material.

La eficacia del pretratamiento óptico depende en gran medida de tres factores: la energía láser, el número de pulsos láser y las propiedades físicas del material.

El procesamiento óptico es una tecnología compleja y actualmente se basa sobre todo en la experiencia práctica, con necesidad de más investigación teórica.

MTecnología de pretratamiento mecánico y químico de superficies

Las tecnologías de pretratamiento mecánico y químico de superficies se utilizan para mejorar la tasa de absorción láser de las superficies de los materiales.

Por ejemplo, esmerilar una superficie metálica lisa con una muela abrasiva y corroer una fina capa de la superficie metálica con sustancias ácidas son los métodos más sencillos. tratamiento superficial métodos. Sin embargo, estos métodos son también los que presentan un mayor potencial de daño y contaminación para las esculturas.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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