No processamento de materiais a laser que envolve ablação, como em solda, furação, corte texturização e estruturação de superfície, é produzida uma forte emissão luminosa devido à emissão de átomos e íons da pluma. O espectro da radiação emitida depende da natureza e composição do material removido, dos parâmetros do laser e dos parâmetros de processo. Neste trabalho realizamos um estudo paramétrico em que as características da emissão dos espectros são monitorados em função do comprimento de onda do laser, duração de pulso, densidade de potencia, densidade de energia e taxa de repetição. As análises dos espectros, além das informações sobre a constituição da amostra, pode dar informações sobre as variações dos parâmetros de processo, permitindo, em princípio, uma realimentação para um sistema automático de monitoramento em um processo industrial, por exemplo. Usamos dois lasers neste trabalho: um laser de CO2 de 25W (comprimento de onda de 10 ?m) operando em regime contínuo, com feixe chaveado de modo a se gerar pulsos de 1 ms a 500 ms, e um laser de Nd-YAG (comprimento de onda de 355 nm) operando em regime de Q-switching, com pulsos de duração de 25 ns. Os materiais estudados foram alumina, vidro Borosilicato (BK7), Poli(cloreto de Vinila) (PVC), alumínio e aço inoxidável. Os espectros de emissão foram obtidos usando um espectrômetro Ocean Optics HR-4000 e dos espectros obtivemos: os comprimentos de onda de linhas individuais, o valor de pico de cada linha e o sinal integrado (integral de todo espectro sobre o intervalo do comprimento de onda). O comprimento de onda correspondente a cada linha foi comparado com os fornecidos na base de dados das linhas atômicas do NIST, de modo a identificar as espécies e transições, e a razão entre os picos foi usada para avaliar a temperatura do plasma, quando possível. O valor da amplitude das linhas e o sinal integrado foram traçados contra energia por pulso, taxa de repetição, profundidade do furo e a posição do foco. Para cada gráfico foi ajustado uma função linear, polinomial de segundo grau, exponencial ou potencial e foi considerado como um "bom ajuste" os coeficientes de correlação iguais ou maiores que 95% (critério de 2?). Não foram encontrados bons ajustes para alumina, PVC e vidro BK7, enquanto que para o alumínio, cobre e aço inox foram encontrados bons ajustes. Como conclusões gerais para estes três últimos materiais, a correlação entre os valores de intensidade de linha e intensidade integrada com os parâmetros de processos permitem monitorar e controlar o processo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:agregador.ibict.br.BDTD_ITA:oai:ita.br:2223 |
| Date | 12 December 2012 |
| Creators | Marco Antônio Reis de Faria |
| Contributors | Nicolau André Silveira Rodrigues |
| Publisher | Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA, instname:Instituto Tecnológico de Aeronáutica, instacron:ITA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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