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研究在液體環(huán)境下脈沖激光打孔中孔洞質(zhì)量與水層厚度的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:液體環(huán)境下脈沖激光打孔速率存在一個(gè)最佳水層,且該水層下孔洞內(nèi)部較為光滑,噴濺出的納米顆粒較為均勻;無(wú)論何水層下的孔洞形狀均為錐體狀,是激光打孔機(jī)要解決的主要難題.
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針對(duì)孔型隨激光工藝參數(shù)變化的特點(diǎn),建立了具有光束傳輸和強(qiáng)度分布的激光打孔瞬態(tài)二維有限元模型,對(duì)孔型演化進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。模型考慮了激光束空間分布和材料相變潛熱對(duì)孔的影響,給出了小孔的溫度場(chǎng)瞬態(tài)分布和界面演化過(guò)程。結(jié)果表明,打孔速度隨激光與材料作用時(shí)間增加而增大,鉆孔速度大約在1 m/s量級(jí),而孔徑在打孔初期增大之后變化不大。比較了不同參數(shù)下各種孔型,包括直筒型、倒錐型和正錐型等,橫截面的仿真結(jié)果與試驗(yàn)觀(guān)測(cè)值吻合較好。仿真方法可以準(zhǔn)確地模擬激光打通孔的過(guò)程,為實(shí)際工藝研究提供參考。
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