возвращалась
многократно (до затухания). Обработка велась импульсами лазерного
излучения с одинаковой для каждого материала энергией (Си —20 Дж;
Л1Н19 и Ni — 10 Дж), как с применением системы возврата (а), так и
без нее (б).
На
фотографии видно, что без возврата отраженного излучения медный
образец не расплавлен (заметна лишь окисленная зона воздействия лазерного
излучения), а на образцах из никеля и мельхиора наблюдается слабое
(очаговое) плавление поверхностного слоя металла. Применение системы
возврата обеспечивало нормальное (для условия сварки без выплеска)
плавление меди и мельхиора и сильное (с выплеском металла) плавление
никеля. Аналогичные результаты по плавлению, но без
использования возврата отраженного излучения, могут быть достигнуты
лишь при увеличении энергии импульса излучения для меди и мельхиора в 2,5
раза, а для никеля — в 2 раза. Приведенные цифры могут являться
количественной характеристикой эффективности сварки указанных
металлов с возвратом отраженного излучения с помощью зеркальной
полусферы.
Стабилизация энерговложения при
обработке с возвратом
Невоспроизводимость
результатов лазерной обработки металлов может быть вызвана изменением
оптических свойств участков облучаемой поверхности. При обработке без
возврата отраженного излучения результат обработки может сильно
зависеть от изменения поглощательной способности металла как по
поверхности обработки, так и в течение импульса воздействия.
Установлено, что
результат воздействия лазерного излучения на металл в значительной мере
определяется исходным состоянием поверхности. Так, например, по
осциллограммам пзмененил Ря и Рд
может быть определено время начала плавления металла, которое для
металла с шероховатой поверхностью наступает раньше, чем для того же
металла с гладкой поверхностью. Сварка образцов с шероховатой
поверхностью в режиме облучения, соответствующем нормальному плавлению
металла с гладкой поверхностью, приводит к сильным выплескам и
испарению металла.
Из практики
также известно, что существенное различие в результатах обработки
может наблюдаться при сварке стыковых соединений. Участки стыка металлов,
имеющие небольшой зазор или сколы кромок, расплавляются на большую глубину
и имеют сравнительно больший кратер, чем участки с хорошо пригнанными
кромками.
Основная
причина нестабильной сварки многих соединений, даже при условии стабильных
параметров лазерного излучения, заключается в нерегулируемом изменении
энерговложения, вызванном изменением оптических свойств зоны
обработки. Эти свойства могут быть охарактеризованы коэффициентом
отражения R.
