【摘 要】
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该文对金属材料在短脉冲激光作用下,熔化、汽化、离化过程进行综合分析,从等离子体一维膨胀模型出发,研究约束介质(水)对激光等离子体产生、扩张与熄灭过程的影响.分析了水介
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该文对金属材料在短脉冲激光作用下,熔化、汽化、离化过程进行综合分析,从等离子体一维膨胀模型出发,研究约束介质(水)对激光等离子体产生、扩张与熄灭过程的影响.分析了水介质对脉冲激光脉宽、空间形状的影响以及在约束模式下等离子体的冲击波效应.通过建立热分析模型、确定边界条件,利用ANSYS软件的瞬态热分析和相变分析,重点模拟了不锈钢、黄铜,紫铜三种材料在水介质中的温度场.模拟显示出:在约束介质水的作用下,10ns脉宽、单脉冲能量25mJ与1ms脉宽、单脉冲能量150mJ的激光相比较,前者对三种材料的热作用效率高.采用二种型号YAG激光器,对三种金属薄材进水下和空气中的打孔实验.实验表明:短脉仲激光(脉宽10ns、单脉冲能量15~25mJ)在水下对金属薄材打孔的效率高子空气中,而且加工的微孔表面质量优于空气中;打孔效率与入射激光功率密度、脉宽、彼长、材料参数和介质约束厚度有密切关系.
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