Статьи и публикации

26.06.2014

Процессы при лазерной маркировке.

Механизм воздействия лазерного излучения на поверхность изделий.

     Электромагнитная волна, взаимодейтсвуя с металлами, фактически взаимодейтсвует с электронами проводимости в поверхностном слое: все дальнейшее - нагрев, плавление, испарение- происходит при столкновениях электронов с кристаллической решеткой.

     Для маркировки основной интерес представляет взаимодействие излучения с металлами, т.к. они обладают большой энергией фазовых переходов.

     При воздействии лазерного излучений на металлы главным фактором этого воздействия является плотность мощности падающего излучения.

В этом случае конкурируют два процесса:

* энергия на поверхность металла подводится лазерным лучом и рассасывается;

* механизм теплопроводности.

* либо другие физические явления.

И при каком уровне плотности наступит их баланс- такой вид воздействия мы и получаем.

     При поверхностной плотности лучевой мощности на уровне до 10Вт/см2 мы имеем режим нагрева поверхности, при котором могут происходить только внутренние фазовые переходы. Поэтому такая плотность мощности соответсвует режимам лазерной закалки, отпуска и вообще термообработки. Но скорости передачи тепла на поверхность и скорость его рассасывания очень велики, температурные градиенты тоже, поэтому лазерная термообработка часто оказывается намного эффективнее других видов термообработки.

    Если мы создаем на поверхности металла плотность мощности лучевого потока на уровне 10Вт/см2 - уже возникает режим плавления и частичного испарения. При таких уровнях мощностей можно производить резку, сварку, поверхностное легирование с пепеплавлением.

    При достижении уровня плотности мощности 10Вт/см2 возникает процесс интенсивного испарения и кипения на поверхности расплава. Нижнее значение соответвует относительно спокойному испарению, верхнее - интенсивому испарению и образованию в плотных парах плазмы. Плазма с ее свободными электронами становится интенсивным поглотителем излучения, разогревается и создает мощный поток переизлучения, который воздействет на поверхность металла.

    Если поднять плотность мощности до уровня 10Вт/см2   можно получать плазму- лазерную искру - в воздухе, прозрачных телах, жидкостях. Этот режим используется для внутренней маркировки стекла, кристаллов, прозрачных полимеров.

    Приведенные выше уровни плотностей мощности для того или иного процесса условны. Большую роль здесь играет длина волны излучения. Для излучения СОлазера с длиной волны 10,6 мкм коэффециент отражения от большинства чистых металлов имеет величину порядка 90-95 % и после воздействия луча на такой металл в нем остается слишком мало энергии для осуществления какого либо изменения - все рассасывает теплопроводность.  При "обстреле" таким излучением металлов типа алюминия или меди, металлов с очень высокой теплопроводностью и большим коэффициентом отражения, мы скорее получим плазменный экран.

    Если длина волны излучения на порядок меньше -около 1 мкм, что характерно для твердотельных лазеров, пороговые величины смещаются в сторону уменьшения. Для лазеров же ультрафиолетового диапазона- эксимеров, лазера на азоте, умноженной частоты неодима- поглощение даже на золоте увеличивается до десятков процентов от величины падающего. Но и стоимость каждого ватта излучения здесь много выше.

    Маркировку изделий в настоящее время производят с помощью двух видов лазеров: для металлов - это твердотельные лазеры на неодиме с длиной волны генерации 1064 нм., и для прозрачных пластиков, кожи, дерева, бумаги и т.п. лазер СО2   с длиной волны генерации 10,6 мкм. Маркировка СОлазером в конечном итоге сводится к обычному термическому воздействию на поверхность вещетсва и к известным термическим эффектам- горению, испарению, разложению , сублимации и т.п.

 

По всем  вопросам маркировки и гравировки вы можете

получить консультацию у наших специалистов по телефону либо электронной почте.

 

 

 

 

Подписаться

Отписаться
В корзине: 0 товар(ов) Оформить заказ

Новости

27.04.2016

Весь май - термогибочный станок Акрил-Мастер 12 по супер цене!

На майские праздники мы подготовили для вас приятную новость - универсальный и практичный термогибочный станок Акрил-Мастер 12 теперь по особой выгодной цене! Только до конца мая. Спешите сделать заказ!

17.02.2016

Расширение базовой комплектации станков Акрил-Мастер

С радостью сообщаем о расширении базовой комплектации всех станков серии Акрил-Мастер! Теперь каждый из них будет поставляться сразу с двумя L-образными упорами, которые можно использовать как перестраиваемый кондуктор!  

10.06.2015

Супер-предложение для лазерной маркировки!

Волоконный лазерный маркер мощностью 20 Вт всего за 750 тыс. рублей!