Müxtəlif Materialların Lazer Dalğa Uzunluqlarının Udulma Dərəcələri Fərqlərinin Təhlili

Lazer emalında, lazer enerjisinin material üzərində effektiv təsir edib-etməməsi materialın müəyyən lazer dalğa uzunluğunu udma qabiliyyətinə bağlıdır. Müxtəlif materiallar müxtəlif dalğa uzunluqlarda udma dərəcələri baxımından əhəmiyyətli fərqlilik göstərir və bu fərqlər lazer kəsilmə, navişləmə, markalama və təmizləmənin səmərəliyinə, sabitliyinə və emal keyfiyyətinə birbaşa təsir edir. Materialın dalğa uzunluğu ilə udma xarakteristikaları arasındakı əlaqəni başa düşmək lazer prosesinin seçilməsi və parametrlərin optimallaşdırılması üçün əsasdır.

I. Lazer Dalğa Uzunluğu ilə Udma Dərəcəsi Arasındakı Əsas Əlaqə

Lazer udma dərəcəsi material səthinin təsir edən lazer enerjisinin nə qədərini udduğunu göstərir. Aşağıdakı amillərdən təsirlənir:

Lazer dalğa uzunluğu

Materialın elektron quruluşu və məftil xarakteristikaları

Səth vəziyyəti (xırtaqlıq, oksid təbəqəsi, örtüklər)

Təsir bucağı və polyarizasiya vəziyyəti

Əksər hallarda materialın udma dərəcəsi sabit bir qiymət deyil və dalğa uzunluğundan asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Buna görə də eyni material fərqli tipli lazerlərə (məsələn, CO₂, lif, yaşıl və ya ultrabənövşəyi lazerlər) məruz qaldığında xeyli fərqli emal nəticələri göstərə bilər.

II. Metal Materiallar üçün Fərqli Lazer Dalğa Uzunluqlarının Udulma Xüsusiyyətləri
1. Dəmir Əsaslı Metallar (Karbon Poladı, Paslanmayan Polad)

Dəmir əsaslı metallar yaxın infraqırmızı diapazonda (təxminən 1,06 μm) nisbətən sabit udma göstərir:

1064 nm lik lif lazerləri üçün yüksək udma

10,6 μm lik CO₂ lazerləri ilə yaxşı enerji spirtləşməsi

Səth oksidləşdikdən və ya pürüzlandırıldıqdan sonra udmanın daha da artması

Nəticədə lif və CO₂ lazerləri polad materialların kəsilməsi və birləşdirilməsi üçün geniş istifadə olunur.

2. Yüksək Əksolunan Metallar (Alüminium, Mis, Qızıl, Gümüş)

Yüksək əksedici metallar infraqırmızı diapazonda aşağı udma səviyyəsinə malikdir:

1064 nm l azotlar üçün aşağı ilkin udma, güclü əksikliyə malikdir

Qısa dalğa uzunluğunda (yaşıl 532 nm, göy 450 nm) xeyli yüksək udma

Udmanın dinamik olaraq temperatur artımı ilə artır

Budur əsas səbəb son illərdə misin elektrik arkı və dəqiqlik alüminium emalında yaşıl və mavi lazerlərin sürətlə qəbul edilməsinin əsas səbəbidir.

III. Qeyri-metal materialların dalğa uzunluğu udma xüsusiyyətləri
1. Plastik və polimer materiallar

Plastiklərin udma xüsusiyyətləri molekulyar strukturları ilə sıx əlaqədardır:

Əksər plastiklər yaxın infraqırmızı diapazonda şəffaf və ya zəif uducudur

Orta və uzaq infraqırmızı zolunda yüksək udma (10,6 μm)

Pigmentlər və ya uducular əlavə etməklə udma xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmək olar

Buna görə də CO₂ lazerləri plastik kəsmə, markalama və nazik təbəqə emalı üçün geniş istifadə olunur.

2. Taxta, Kağız və Orqanik Materiallar

Orqanik materiallar ümumiyyətlə infraqırmızı lazerlər üçün yüksək udma qabiliyyətinə malikdir:

CO₂ lazerləri üçün yüksək udma səmərəliliyi

Termal parçalanmaya, karbonlaşmaya və buxarlanmaya meyllidir

Emal zamanı nisbətən böyük istilik təsir zonaları

Bu materiallar aşağı gücülü kəsintisiz və ya puls rejimində infraqırmızı lazer emalı üçün uyğundur.

IV. Keramika, Şüşə və Şəffaf Materiallar

Şəffaf və ya yarı şəffaf materiallarda udulma dalğa uzunluğundan asılılıq göstərir:

İnfracırmızı və görünən sahələrdə udma zəif, keçiricilik yüksəkdir

Ultrabənövşəyi sahədə mənimsəmə əhəmiyyətli dərəcədə artır

Qısa dalğa uzunluğuna malik lazerlər çoxfotonlu mənimsəməni daha asan başladır

Nəticə olaraq, ultrabənövşəyi lazerlərin şüşə delgisi və yüksək dəqiqlikli keramika emalında aydın üstünlükləri var

V. Material Səthinin Mənimsəmə Dərəcəsinə Təsiri

Materialın daxili xüsusiyyətlərindən əlavə, səth şəraiti də mənimsəmə effektivliyini təsir edir:

Parlaq səthlərə nisbətən pürüzli səthlər lazer enerjisini daha asan mənimsəyir

Oksid təbəqələri və örtüklər əks etdirməni azalda bilər

Səthdəki çirkliyin müəyyən proseslərdə ilkin mənimsəməni artırmağa təsiri ola bilər

Yüksək əks etdirici qabiliyyətə malik materialların işlənməsində lazer enerjisinin birləşməsini yaxşılaşdırmaq üçün tez-tez səthdən əvvəlki emal tətbiq olunur

VI. Mənimsəmə Fərqlərinin Lazer Emalına Təsiri

Müxtəlif lazer dalğa uzunluqlarında materialların udma dərəcələrindəki fərqlər birbaşa təsir edir:

Lazer növünün seçilməsinə

Güc və enerji sıxlığı parametrlərinə

İşləmə sürətinə və sabitliyinə

Isı təsir zonasının ölçüsünə və forma keyfiyyətinə

Materialı uyğun lazer dalğa uzunluğu ilə düzgün şəkildə uyğunlaşdırmaqla enerji istehlakını azaltmaq, eyni zamanda işləmə keyfiyyətini və avadanlıq təhlükəsizliyini yaxşılaşdırmaq mümkündür.

Müxtəlif materialların müxtəlif lazer dalğa uzunluqlarında udma dərəcələrində əhəmiyyətli fərqlər mövcuddur. Bu fərqlər materialın elektron quruluşundan, molekulyar rəqs xarakteristikalarından və səth şəraitindən asılıdır. Lazer emal tətbiqetmələrində materialın udma xarakteristikasına uyğun lazer dalğa uzunluğunun seçilməsi yüksək səmərəlilik və yüksək keyfiyyətli nəticələr əldə etməyin əsas amilidir. Qısa dalğa uzunluğuna malik lazer texnologiyalarının inkişafı ilə güclü əks etdirici və şəffaflıq xassəsinə malik materialların emal imkanları davamlı olaraq yaxşılaşır.