研究在液体环境下脉冲激光打孔中孔洞质量与水层厚度的关系.实验结果表明:液体环境下脉冲激光打孔速率存在一个最佳水层,且该水层下孔洞内部较为光滑,喷溅出的纳米颗粒较为均匀;无论何水层下的孔洞形状均为锥体状,是激光打孔机要解决的主要难题.
针对孔型随激光工艺参数变化的特点,建立了具有光束传输和强度分布的激光打孔瞬态二维有限元模型,对孔型演化进行了数值模拟研究。模型考虑了激光束空间分布和材料相变潜热对孔的影响,给出了小孔的温度场瞬态分布和界面演化过程。结果表明,打孔速度随激光与材料作用时间增加而增大,钻孔速度大约在1 m/s量级,而孔径在打孔初期增大之后变化不大。比较了不同参数下各种孔型,包括直筒型、倒锥型和正锥型等,横截面的仿真结果与试验观测值吻合较好。仿真方法可以准确地模拟激光打通孔的过程,为实际工艺研究提供参考。
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