鎂合金具有高的比強(qiáng)度、比剛度、導(dǎo)熱性、可切削加工性和可回收性，被稱為21世紀(jì)的“綠色”工程材料。近年來，鎂合金材料在各種機(jī)殼、“陸?？铡苯煌ㄟ\(yùn)載工具、國(guó)防工業(yè)等方面獲得了廣泛的應(yīng)用，隨著鎂的提煉及深加工技術(shù)的發(fā)展，鎂合金材料已成為繼鋼鐵和鋁之后的第三大類金屬材料，在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。
本文在綜述國(guó)內(nèi)外鎂合金激光切割、激光焊接、激光表面改性等技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)鎂合金的
激光加工技術(shù)進(jìn)行了研究。
1 、鎂合金的
激光加工切割技術(shù)
切割是鎂合金材料深加工的首要環(huán)節(jié)，良好的切割質(zhì)量是材料深加工的保證。與傳統(tǒng)切割方法相比，激光切割具有更高的切割精度、更低的粗糙度和更高的生產(chǎn)效率。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)鎂合金激光切割的研究尚屬鮮見。
我們利用500W固體脈沖Nd：YAG激光對(duì)4mm厚AZ31B鎂合金板材進(jìn)行了切割工藝研究。激光切縫窄細(xì)，上縫寬0.45mm、中縫寬0.22mm、下 縫寬0.35mm，切縫垂直度為0.05mm，切面波紋小且分布規(guī)露。熱影響區(qū)不明顯，切縫的整體寬度約為空氣等離子弧切割的1/4。但是，切縫的下表面 有輕微的氧化現(xiàn)象，切面有80μm厚的組織形貌為等軸晶的重熔層。
工藝研究得出的結(jié)論是:切縫寬度隨著放電電壓、脈沖寬度、脈沖頻率的增大而增大，切割速 度與輔助氣體對(duì)切縫寬度的影響不大。
２、
激光加工與鎂臺(tái)金材料的作用機(jī)理
鎂合金材料的 激光加工是基于光熱效應(yīng)的熱加工，前提是激光被鎂合金材料吸收并轉(zhuǎn)化為熱能。從原子結(jié)構(gòu)理論分析，激光對(duì)金屬材料的作用是高頻電磁場(chǎng)對(duì)物質(zhì)中自由電子的作 用，材料中的自由電子在激光誘導(dǎo)作用下發(fā)生高頻振動(dòng)，通過韌致輻射，部分振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ㄏ蛲廨椛洌溆噢D(zhuǎn)化為電子的平均動(dòng)能，再通過電子與晶格之間 的馳豫過程轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?nbsp;
不同材料對(duì)于不同波長(zhǎng)的
激光加工的吸收有很大的差別，吸收率AN，表示為：newmaker.com
其中：c0為光速，c0=3×108m/s為入射激光的波長(zhǎng)；為金屬材料的導(dǎo)電率。從式可以看出，被加工材料一定時(shí)，激光的波長(zhǎng)越短，材料對(duì)激光的吸 收越多。金屬中的大量自由電子由于集膚效應(yīng)的作用，阻礙激光能量深入材料內(nèi)部，使之大部分被反射掉，所以一般材料對(duì)CO2氣體激光（λ=10.6μm）的 吸收比對(duì)YAG固體激光（λ=1.06μm）的吸收低。
當(dāng)激光波長(zhǎng)為一恒定值時(shí)，材料對(duì)該激光束吸收率的大小取決于材料的導(dǎo)電率，導(dǎo)電率越大，材料對(duì)激光 的吸收越少。所以，鎂合金材料對(duì)激光的吸收比一般金屬材料對(duì)激光的吸收要低．這是對(duì)鎂合金材料進(jìn)行激光加工的難點(diǎn)之一。
