西安激光切割加工与材料碰撞的火花。激光加工金属材料主要是基于光热效应。当激光照射到材料表面时，在不同的功率密度下，材料的表面积会发生不同的变化。这些变化包括表面温升、熔化、蒸发、小孔形成和光诱导等离子体产生。此外，材料表面积物理状态的变化对材料的激光吸收有很大的影响。

　　激光功率密度低，辐照时间短。金属吸收的激光能量只能使材料温度从表面上升到内部，但保持固相不变。仅适用于零件退火和相变硬化。

　　随着激光功率和辐照时间的增加，材料表面逐渐熔化。随着输入能量的增加，液固边界向材料深度移动。这种物理过程主要用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和导热焊接。

　　为了进一步提高功率密度和延长作用时间，材料表面不仅会熔化，而且会蒸发。蒸发的吴聚集在材料表面，通过弱电离形成等离子体。这种薄等离子体有助于材料吸收激光。在汽化膨胀压力下，液体表面变形形成凹坑。此阶段可用于激光焊接。

　　此外，功率密度和辐照时间进一步增加，材料表面被强烈蒸发，形成高电离的等离子体。这种稠密的等离子体可以沿入射光束的方向传播，屏蔽激光，大大降低激光入射到材料中的能量密度。在较大的蒸汽反应力下，熔融金属内部形成小孔，通常称为小孔。小孔的存在有利于激光吸收。这一阶段可用于激光深熔焊接、切割和钻孔、冲击硬化等，在不同条件下，不同波长激光照射下不同金属材料功率密度的具体值在每一阶段都会有所不同。

　　就激光的吸收而言，材料的汽化是一条分界线。当材料不汽化时，无论是固相还是液相，激光的吸收只是随着表面温度的升高而缓慢变化，而当材料汽化形成等离子体和小孔时，激光的吸收会突然变化。

　　西安激光切割加工的物理基础是激光与物质的相互作用，这是一个非常广泛的概念。它不仅包括复杂的量子过程，还包括激光相互作用的宏观现象和各种介质材料，如激光反射、吸收、折射、偏振、光电效应、气体击穿等。

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