Chuơng 7
CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BẰNG
LASER
7.1 Các đặc điểm quá trình gia công vật liệu bằng laser.
Các nguồn nhiệt cổ điển: Khí đốt axetilen, hồ quang điện hồ
quang plasma và dòng điện.
Nguồn laser tạo ra trên bề mặt vật liệu gia công một mật độ rất cao
năng lượng ánh sáng với các chế độ liên tục hoặc xung đảm bảo đủ
để đốt nóng, làm chảy và bay hơi vật liệu: đó chính là cơ sở của
công nghệ gia công bằng laser.


Laser dùng trong các nguyên công: cắt, hàn, khoan lỗ, gia công
nhiệt bề mặt …, có nhiều ưu điểm so với các dạng gia công khác.
Ví dụ: khoan lỗ rất nhanh các vật liệu khác nhau.
Hoặc thực hiện một số dạng gia công mà truớc đây không thực hiện
đuợc
Ví dụ: khoan và hàn vật liệu qua thủy tinh ở trong các môi truờng
khí khác nhau hoặc chân không.


Do trong quá trình gia công vật liệu, xảy ra tác dụng tuơng hỗ giữa
bức xạ laser và vật liệu nên rất quan trọng là lựa chọn các thông số
gia công như độ kết hợp không gian, công suất mà còn cả bước
sóng với độ hấp thụ của vật liệu để đạt đuợc hiệu quả cao nhất.
Ngoài ra còn có cả sự ảnh huởng của mod đến vết của tia laser đuợc
tạo bởi hệ quang.


Ví dụ:
Laser rắn Rubi, thuỷ tinh Nd có công suất cao song tần số xung bị

phá hủy vật liệu. 108 W/cm2 để dùng cho cắt, khoan,
-Cuờng độ đốt nóng phụ thuộc vào tỉ số độ sâu xâm nhập vật liệu
của bức xạ δ và chiều sâu đốt nóng là độ dẫn nhiệt của lớp kt ,
với

K
k=
ρ.c

: Hệ số truyền nhiệt độ vật liệu cm2/s
t : thời gian tác dụng của bức xạ
- Với kim loại: δ
- Hấp thụ ánh sáng truyền nhiệt cho dao động quang
tinh thể
- Đốt nóng vật liệu không phá hủy
- Nung nóng chảy
- Đốt cháy vật liệu bằng bay hơi các thành phần hợp
kim của nó
- Hồi phục sau khi kết thúc tác dụng.
* Đốt nóng và làm nóng chảy dùng để hàn và gia công nhiệt
* Còn đốt cháy và bay hơi các phần hợp kim dùng trong cắt
và khoan.


7.3 Hệ thống điều khiển gia công laser


Hình 7.3 Hệ thống điều khiển đường đi của tia laser


Hình 7.3 Hệ thống điều khiển đường đi của tia laser