Плотность мощности излучения поверхностная

Лазерное легирование заключается в насыщении материала легирующими элементами посредством диффузии предварительно нанесенного слоя под воздействием лазерного пучка. При этом достигается высокая концентрация легирующих компонентов в поверхностных слоях материалов. Лазерная наплавка состоит в расплавлении нанесенного на изношенную поверхность изделия слоя материала под воздействием излучения высокой плотности мощности. За счет этого достигается проплавление материала нанесенного слоя и основы, что способствует повышению их адгезионной прочности. [c.258]

Ударная волна создается в результате мгновенного импульсного воздействия на поверхность материала, вследствие чего тонкий поверхностный слой быстро испаряется. Давление этой волны и интенсивность механического воздействия определяются плотностью мощности лазерного излучения и теплофизическими характеристиками материала поверхностного покрытия (отражательной способностью, энергией сублимации и ионизации обрабатываемого материала). Облучению подвергали образцы без покрытий, с прозрачным кварцевым покрытием, с покрытием в виде свинцовой фольги, а также с комбинированным покрытием кварцем и свинцом. При воздействии излучения на свинцовое покрытие из-за низкой энергии сублимации свинца это покрытие испаряется раньше, чем слой железа (подложка), вследствие чего увеличивается импульс отдачи, а следовательно, и давление ударной волны. Покрытие кварцем способствует ограничению испарения металла. [c.24]

Образцы подвергались лазерной обработке при плотностях мощности от 5,23 10 до 1,58 10 Вт/см . Деформации в случае облучения образцов без покрытия были невелики и не распространялись далее 50 мкм от поверхностного слоя при наивысшей плотности мощности. С уменьшением плотности мощности лазерного излучения глубина деформаций снижалась. Такой же эффект наблюдал- [c.24]

На рис. 55 представлено распределение остаточных напряжений в поверхностном слое стали 45, подвергнутом лазерному воздействию при различных интенсивностях облучения. Анализ эпюр макронапряжений показал, что величина и характер их распределения по глубине упрочненного слоя в большой мере зависит от плотности мощности лазерного излучения. При малых плотностях мощности, когда обрабатываемый материал нагревается до температур, ниже температуры плавления, т. е. когда не происходит фазовый переход, в поверхностном слое развиваются довольно большие растягивающие напряжения, причем область их распространения соизмерима с ЗТВ. Следует также отметить наличие большого градиента остаточных напряжений на границе зоны лазерного воздействия и исходного материала. [c.83]

Исследования воздействия лазерного излучения на различные материалы [37, 78, 177 ] определили необходимые плотности мощности для отдельных видов технологических операций. При плотностях мощности приблизительно до 10 Вт/см происходит интенсивный локальный разогрев материала, с которым связаны технологические операции сварки и термообработки, и при этом не происходит разрушения обрабатываемого материала. Интенсивность нагрева зависит от соотношения глубины проникновения излучения в материал б и толщины прогретого путем теплопроводности слоя V kt, где k — температуропроводность материала t—-длительность воздействия лазерного излучения. Для металлов, где 6 Ykt, источник тепла всегда можно считать поверхностным. При обработке неметаллических материалов это условие не выполняется. [c.108]

Общее количество тепла, отдаваемое поверхностью 1, определяется по подводимой к нагревателю 3 электрической мощности. Воспринимаемое поверхностью тепло измеряют калориметрическим способам, зная расход воды и разность температур на входе и на выходе водяной рубашки 6. Для определения локальных температур в различных местах поверхностей 1, 8 я П устанавливаются термопары 2, 7, 9. Для измерения поверхностных плотностей результирующего излучения рез на тепловоспринимающей поверхности 8 в разных местах устанавливаются датчики теплового потока (тепломеры) W. [c.278]

Гораздо сложнее обстоит дело, когда на ряде зон необходимо задать поверхностную плотность результирующего излучения т. е. смоделировать граничные условия второго рода. На тепловой модели это сделать достаточно просто путем подведения к нагревателю необходимой электрической мощности. На световой модели непосредственное задание плотности результирующего излучения осуществить не удается, и поэтому приходится прибегать к ряду искусственных приемов. [c.311]

Ф. лазерного излучения строятся по схеме г (рис.) с учётом малой угл. расходимости и огранич. размеров поперечного сечения, лазерного пучка, при этом диафрагма Dr устанавливается на мин. расстоянии от приёмника П (/о 0). При измерения общей мощности или энергии пучка лазерного излучения диаметр габаритной диафрагмы Dr должен быть больше поперечного размера d этого пучка, а при измерении распределения поверхностной плотности мощности или энергии излучения по сечению пучка d[c.352]

Поток излучения Ф — это мощность излучения, переносимого электромагнитными волнами через некоторую поверхность а, усредненная за промежуток времени, значительно превышающий период колебаний. Единица потока излучения — ватт (Вт). Поток излучения через поверхность а связан с интенсивностью <5> (средней по времени поверхностной плотностью потока энергии) соотношением [c.67]

На практике наиболее просто регулировать поверхностную плотность мощности лазерного излучения путем фокусирования его в пятно различного диаметра, который считаем совпадающим с диаметром откольной пластины. При этом, очевидно, величину остается постоянной, а выражение в квадратных скобках уменьшается от [c.251]

РИС. 139. Спектры излучения островковой пленки Ag 1 — при прохождении электрического тока через пленку с поверхностным сопротивлением 10 Ом (вводимая мощность равна 2 м.Вт) г — при возбуждении островковой пленки весовой толщиной 15 А электронным пучком с энергией 300 эВ. Л — плотность излучения [c.312]

Отечественная промышленность вьшускает галогенные лампы накаливания типа НИК, КИ, КИО, КГ. Они рассчитаны на напряжение в сети 127, 220 и 380 В и потребляемую мощность от 0,5 до 20 кВт. Галогенные лампы накаливания имеют номинальный срок службы от 2000 до 5000 ч. Они позволяют получать высокую поверхностную плотность излучения (до ОЛ МВт/м и характеризуются стабильностью потока излучения. В отличие от зеркальных ламп накаливания галогенные лампы характеризуются большей механической прочностью и 142 [c.142]

Лазер на геллуриде кадмия [5, И]. Генерация получена при накачке моноимпульсным излучением лазера на ИАГ Nd , работавшего на низшей поперечной моде плоского резонатора в одномодовом по продольному индексу режиме. Плотность мощности излучения накачки достигала 20—30 МВт/см дальнейшее ее увеличение связано с риском поверхностного разрушения материала. Длительность импульса накачки составляла 15 не, что намного превышало как время релаксации нелинейности в dTe (0,5 не), так и время двойного прохода резонатора (длина которого составляла 2,5 см). Таким образом, режим генерации бьш близок к квазистационарному. [c.179]

Энергетическая освещен-ность, светимость, поверхностная плотность мощности излучения, облученность Плотность силы излучения объемная Спектральная плотность силы излучения Световой эквивалент потока излучения Мс1р Ватт на квадратный метр Вт/м2 эрг/(с.см2) МО-3 [c.88]

Поток излучения, мощность излучения Поверхностная плотность потока излучения, энергетическая светимость (излучательность), энергетическая освещенность (облученность) Энергетическая сила света (сила излучения) Энергетическая яркость (лучистость) Световой поток Световая энергия Яркость [c.192]

Сваривание деталей происходит при значительно меньших плотностях мощности, чем резка (см. рис. 65). Это объясняется тем, что при сварке необходимы только разогрев и плавление материала, т. е. необходимы плотности мощности, еще недостаточные для интенсивного испарения (10 —10 Вт/см ), при длительности импульса около 10 —10 с. Поскольку излучение лазера, сфокусированное на обрабатываемом материале, является поверхностным тепловым источником, то передача тепла в глубину свариваемых деталей осуществляется за счет теплопроводности и зона проплавления с течением времени при правильно подобранном режиме сварки изменяется. В случае недостаточных плотностей мощности имеет место непроплавление свариваемой зоны, а при наличии больших плотностей мощности наблюдаются испарение металла и образование лунок. [c.133]

Заметим Также, что представленные На рис. 3.1 диаграммы процессов лазерной обработки дают лишь общее представление о диапазонах изменения поверхностных плотностей мощности и энергии лазерного излучения в зависимости от вида обработки. Действительные их значения в конкретных операциях зависят от свойств материалов и от применяемых методов повышения эффективности использования излучения. При обработке металлических изделий в режиме нагрева и плавления КПД процесса непосредственно зависит от отражательной способности образцов вследствие этого энергии лазерных пучков, обеспечивающие одно и то же энерговложение в зону обработки различных металлов, могут отличаться более, чем на порядок. При использовании специальной обработки поверхности металлов или систем возврата в зону обработки отраженного излучения [68, 75] требуемые для осуществления одного и того же технологического процесса уровни энергии и мощности могут быть снижены в несколько раз. Это дает возможность облегчить режим работы лазера и повысить его надежность или увеличить частоту следования импульсов, а следовательно, и производительность технологической установки. [c.118]

Из-за высокого коэффициента отражения металлов в диапазоне ИК-волн для плавления и испарения их с помощью ИК-лазера требуется большое количество тепловой энергии, и поэтому образуется довольно большая зона термического влияния. Расплав должен удаляться струями газа, а это делает невозможным использование прецизионной микрообработки. С другой стороны, высокая плотность пиковой мощности излучения (10 -10 Вт/см ), генерируемая короткими импульсами ЛПМ на поверхности материала, приводит к удалению образовавшихся паров и жидкости в результате микровзрывов. Зона термического влияния может быть на порядок меньше, чем у других лазеров [233]. Эксимерные УФ-лазеры могут образовывать меньшую зону термического влияния, чем ЛПМ, однако ЛПМ обрабатывает материал гораздо быстрее, так как плотность мощности его и, следовательно, поверхностная температура мишени гораздо выше. Применение ЛПМ также более эффективно и в тех случаях, когда необходимо сделать надрезы глубже 0,5 мм [240, 245. [c.236]

С помощью ЛПМ хорошо высверливаются микроотверстия и в оптических материалах — в стекле, кварце, рубине, сапфире [253]. Диаметр этих микроотверстий составляет 10-40 мкм, глубина — до 3 мм, коэффициент формы превышает 100 [254-259]. Поверхности отверстий обладают хорошим оптическим качеством. Скорость сверления составляет обычно около 0,8 мм/с, что близко к уровню для металлов (0,2-0,9 мм/с). В листах кварцевого стекла округлые пазы прорезаются при скорости 8 мм/мин. На поверхности прозрачной мишени имеется четко очерченное входное отверстие и длинный участок с очень малой конусностью, протяженность которого в 100 раз превышает диаметр входного отверстия. Отверстие слепое или открытое оканчивается вершиной. Сверление инициируется либо при образовании центра окраски, либо после поверхностного пробоя при уровнях плотности пиковой мощности 5 10 -10 Вт/см . Для этого достаточно даже средней мощности излучения в 2,5 Вт при дифракционном качестве пучка. Скорость сверления достигает значений 0,2 мкм за один импульс. [c.240]

К третьему перспективному направлению применения ЛПМ — поверхностной обработке [18, 218, 270] — можно отнести как процессы очистки поверхности от загрязнений (при плотности пиковой мощности излучения 10 -10 Вт/см ), так и создание структурных изменений в тонком приповерхностном слое различных сплавов с целью изменения их физических свойств (при плотности 10 -10 Вт/см ), а также квазиаморфизацию чистых веществ включая металлы (при плотности до 10 Вт/см ). [c.266]

При лазерном излучении плотностью мощности выше критической осуществляется нагрев материала со скорюстью, значительно превышающей скорость отвода теплоты за счет теплопроводности. При этом происходят процессы локального плавления и испарения материала. Вследствие этого формируется углубление на поверхности, которое при достаточной мощности источника развивается по глубине, что приводит к образованию канала, заполненного парами материалов и окруженного жид- сим металлом. Давление паров материала оказывается достаточным для поддержания канала, и полость канала не заполняется жидким металлом под действием гидростатического давления и сил поверхностного натяжения. [c.423]

Анализ подобной формы продольного сечения свидетельствует о наличии двух процессов проплавления металла при лазерной сварке. Первый процесс определяет эффект глубокого проплавления и заключается в образовании парогазового канала при воздействии лазерного излучения высокой плотности мощности. Это условие обеспечивает локальное заглубление сварочной ванны в месте воздействия лазерного излучения. Второй процесс представляет собой поверхностное плавление за счет теплопроводностных свойств металла. Преимущественное развитие того или иного из указанных процессов определяет очертание сварочной ванны и зависит в первую очередь от режимов сварки. [c.427]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...