側(cè)吹空氣氣流對激光損傷效果的影響研究.pdf

1、目前側(cè)吹保護(hù)氣體已是激光加工中的一種常用手段，側(cè)吹氣流的流速及側(cè)吹角度對激光加工質(zhì)量的影響較大。針對該問題，論文采用理論分析、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)測量相結(jié)合的方法，在理論、模擬及實(shí)驗(yàn)三方面綜合分析了空氣側(cè)吹氣流的流速和側(cè)吹角對激光損傷特性的影響，進(jìn)而闡述了側(cè)吹氣流特性與激光加工質(zhì)量的關(guān)系。
　　本文針對側(cè)吹氣流的流速和側(cè)吹角對激光損傷影響問題，介紹了激光輻照效應(yīng)中金屬對激光的吸收及反射理論，闡述了氣流變化對流場的影響以及流場變化對激光作

2、用的影響等；根據(jù)理論模型，建立了側(cè)吹氣流流速和側(cè)吹角對激光損傷影響的物理模型，仿真分析了氣流變化對流場環(huán)境中介質(zhì)密度及壓力的影響，從而進(jìn)一步分析其對激光損傷效果的影響；在此基礎(chǔ)上，建立了側(cè)吹氣流對激光損傷鋁合金效果影響的實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)，通過激光損傷過程中溫度的測試和損傷形貌的測量，綜合分析了側(cè)吹氣流流速和側(cè)吹方向?qū)す鈸p傷效果的影響。結(jié)果表明：側(cè)吹氣流對激光損傷效果具有明顯的影響，當(dāng)氣流角度為40°時(shí)，氣流對作用點(diǎn)等離子體云團(tuán)及靶材的熔融

3、雜質(zhì)吹除效果最佳，所以激光損傷深度最大；當(dāng)氣流角度為60°時(shí)，因激光作用區(qū)域流場中氣流分布主要集中在作用點(diǎn)側(cè)面，對激光作用中心點(diǎn)影響不大，所以激光損傷效果不佳；當(dāng)氣流角度為80°時(shí)，氣流對激光作用區(qū)域的熱交換影響面最大，所以激光損傷面積達(dá)最大值；且隨著氣流流速增大，激光損傷效果因氧氣含量的增加而增強(qiáng)，靶材表面的損傷面積隨氣流速的增大而增大，隨著流速的繼續(xù)增大，氣流的冷卻作用效果越來越明顯，所以激光的損傷深度呈現(xiàn)出先增大后減小的現(xiàn)象。本研