强激光与粒子束
彊激光與粒子束
강격광여입자속
HIGH POWER LASER AND PARTICLEBEAMS
2014年
8期
81-86
,共6页
彭丽勇%唐鹏%林家新%郭亮%张庆茂
彭麗勇%唐鵬%林傢新%郭亮%張慶茂
팽려용%당붕%림가신%곽량%장경무
飞秒激光%激光烧蚀%不锈钢薄片%热影响区%金属-空气混合等离子体
飛秒激光%激光燒蝕%不鏽鋼薄片%熱影響區%金屬-空氣混閤等離子體
비초격광%격광소식%불수강박편%열영향구%금속-공기혼합등리자체
femtosecond laser%laser ablation%stainless steel sheet%heat affected zone%metal-air hybrid plasma
为了研究影响飞秒激光烧蚀0Cr18Ni9不锈钢精度的因素,采用飞秒激光对0Cr18Ni9不锈钢进行了切割和打孔实验.利用光学显微镜、光学金相显微镜等设备,对不锈钢烧蚀区形貌和切缝显微组织进行检测,基于烧蚀过程中CCD实时采集到的不锈钢表面的激光光斑图样,采用COMSOL Multiphysic数值模拟软件,模拟了烧蚀过程中激光束的发散传播行为,并计算了光束发散角.结果表明:当激光重复频率为5 kHz时,厚度为160μm的0Cr18Ni9不锈钢切缝和孔边缘被明显烧黑,切缝处晶粒明显长大,存在热影响区;烧蚀过程中,由飞秒激光超高功率密度所致的金属-空气混合等离子体使光束沿传播方向上发生散射,发散角在6°～10°之间.热影响区的存在和混合等离子体的行为是影响飞秒激光烧蚀0Cr18Ni9不锈钢精度的主要因素.
為瞭研究影響飛秒激光燒蝕0Cr18Ni9不鏽鋼精度的因素,採用飛秒激光對0Cr18Ni9不鏽鋼進行瞭切割和打孔實驗.利用光學顯微鏡、光學金相顯微鏡等設備,對不鏽鋼燒蝕區形貌和切縫顯微組織進行檢測,基于燒蝕過程中CCD實時採集到的不鏽鋼錶麵的激光光斑圖樣,採用COMSOL Multiphysic數值模擬軟件,模擬瞭燒蝕過程中激光束的髮散傳播行為,併計算瞭光束髮散角.結果錶明:噹激光重複頻率為5 kHz時,厚度為160μm的0Cr18Ni9不鏽鋼切縫和孔邊緣被明顯燒黑,切縫處晶粒明顯長大,存在熱影響區;燒蝕過程中,由飛秒激光超高功率密度所緻的金屬-空氣混閤等離子體使光束沿傳播方嚮上髮生散射,髮散角在6°～10°之間.熱影響區的存在和混閤等離子體的行為是影響飛秒激光燒蝕0Cr18Ni9不鏽鋼精度的主要因素.
위료연구영향비초격광소식0Cr18Ni9불수강정도적인소,채용비초격광대0Cr18Ni9불수강진행료절할화타공실험.이용광학현미경、광학금상현미경등설비,대불수강소식구형모화절봉현미조직진행검측,기우소식과정중CCD실시채집도적불수강표면적격광광반도양,채용COMSOL Multiphysic수치모의연건,모의료소식과정중격광속적발산전파행위,병계산료광속발산각.결과표명:당격광중복빈솔위5 kHz시,후도위160μm적0Cr18Ni9불수강절봉화공변연피명현소흑,절봉처정립명현장대,존재열영향구;소식과정중,유비초격광초고공솔밀도소치적금속-공기혼합등리자체사광속연전파방향상발생산사,발산각재6°～10°지간.열영향구적존재화혼합등리자체적행위시영향비초격광소식0Cr18Ni9불수강정도적주요인소.
