一、等離子體對激光束的屏蔽機(jī)理

在激光深穿透焊接中，低密度等離子體，即激光維持燃燒波(LSC) 有利于材料表面對激光的吸收;而致密的等離子體，即激光維持爆發(fā)波(LSD) 對激光有吸收、散射等屏蔽作用。CO2激光對應(yīng)的等離子體的臨界電子密度約為10¹⁹cm^-3， 而CO2激光焊接時的光致等離子體電子密度為10^15~10¹⁷數(shù)量級，因此焊接時激光可在其誘導(dǎo)等離子體中傳播，但等離子體并不是一種完全透明介質(zhì)，當(dāng)激光在等離子體中傳播時，激光強(qiáng)度逐漸減弱。等離子體對激光的吸收主要為逆韌致輻射吸收。

Rockstroh等人研究了Ar氣氣氛下，連續(xù)CO2激光作用鋁靶時等離子體對激光的吸收率。當(dāng)激光功率為5kW,靶移動速度為0. 3m/min時，等離子體對激光的吸收率為20. 6% ;當(dāng)激光功率為7kW時，吸收率為31.5%。

等離子體對激光的吸收并不是屏蔽激光的唯一機(jī)理。 等離子體還對激光產(chǎn)生散射，它的機(jī)理較復(fù)雜。研究者認(rèn)為散射是由于等離子體形成時金屬蒸氣原子凝聚后形成了超細(xì)微粒子(UFP), 粒子的平均尺寸低于人射激光波長，且對同樣尺寸下的超細(xì)微粒子，激光波長越短，越容易被散射。所以等離子體對YAG激光的散射比對CO2激光要強(qiáng)。