研究目的
评估高温和表面氧化对三种典型激光波长下激光辐照AISI 304不锈钢能量耦合效率的影响。
研究成果
高温下激光辐射的能量耦合机制取决于波长。可见光激光照射的能量耦合效率随温度升高而降低，近红外激光在1000°C以下与温度无关，在此温度以上则降低。CO2激光照射的能量耦合效率完全不受温度影响。工艺诱导氧化会导致650°C以上时能量耦合效率急剧增加。
研究不足
该研究聚焦于AISI 304不锈钢和三种特定激光波长。通过抛光探针将表面粗糙度的影响降至最低，但这可能无法代表所有工业应用场景。
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激光辐射对AISI 304不锈钢的能量耦合：高温与表面氧化的影响
DOI：10.3390/ma12172802
期刊：Materials
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
激光材料加工方法的工业应用仍远超前于对这些过程中物理现象的研究。特别是高温对金属激光辐照能量耦合的影响尚不明确。然而，激光材料处理中的大多数过程都涉及高于熔点的温度，甚至会导致蒸发。因此，本研究通过实验评估了三种典型激光波长（515纳米、1.07微米、10.6微米）下高温对不锈钢能量耦合效率的影响。结果表明，温度对能量耦合效率的影响取决于波长。在此背景下，辐射率理论中已知的X点现象与激光材料加工的相关性得到了证实。此外，还分析了工艺诱导表面氧化的影响。在650°C以上的温度下，能量耦合效率急剧增加，在熔点时达到约65%，并在液相阶段保持这一高水平。
作者：
Dominik Hipp，Achim Mahrle，Eckhard Beyer
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