纳秒激光脉冲宽度对熔体体积的影响

摘要：

为了考察纳秒激光脉冲宽度对激光加工中熔体体积的影响.基于双温方程,采用有限元方法,考虑激光的时空分布,数值模拟了高斯分布的纳秒脉冲激光辐照1060铝合金表面时,微坑中熔体体积随脉冲宽度的变化.在低能量密度条件下,轴向辐照中心下方0～0.4μm的区域内,脉冲宽度较小的激光产生的晶格温度高于脉冲宽度较大的激光辐照产生的温度,而在0.4μnn以下的位置,脉宽越小,晶格温度越低;在所考察的脉冲宽度范围内,中心点处熔体厚度随激光脉冲宽度的升高呈近乎正比增加.结果 表明,在脉冲宽度控制下,纳秒激光可以控制温度场的空间分布,而纳秒激光加工中的熔体体积可以通过控制激光脉冲的宽度来控制.这一结论可用于解释C K(o)rner等人所提出的纳秒激光加工模型:激光脉冲能量的增大将导致激光与材料作用时间延长从而导致更多的熔体.同时,将为激光微孔加工中重铸层厚度的研究提供参考.

关键词：纳秒脉冲激光、双温模型、有限元方法、温度场、熔体体积

所属期刊栏目：17

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省自然科学基金;江苏大学科研立项

在线出版日期：2020-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：46-52