【摘要】：隨著激光加工技術(shù)的不斷進(jìn)步,各種激光復(fù)合加工技術(shù)也在不斷發(fā)展,其中激光與水射流耦合加工技術(shù)有廣泛的應(yīng)用前景。本文進(jìn)行了納秒激光與水射流耦合特性及其蝕除材料行為各方面的研究,針對(duì)耦合過(guò)程中不同時(shí)空能量特性參數(shù)下激光與水、材料之間的相互作用過(guò)程進(jìn)行分析。首先,本文研究了納秒激光與水射流耦合區(qū)域的相關(guān)特性,總結(jié)了激光的波長(zhǎng)、脈寬等與擊穿閾值的關(guān)系,并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,闡述了不同脈寬作用下聚焦區(qū)域自由電子密度的發(fā)展進(jìn)程,在此基礎(chǔ)上提出了激光時(shí)域脈沖序列調(diào)控的方法。對(duì)耦合腔內(nèi)產(chǎn)生氣泡的原因展開(kāi)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究并針對(duì)此現(xiàn)象提出了改進(jìn)方案。隨后,對(duì)于納秒激光與水射流耦合能束特性進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)搭建了耦合能束穩(wěn)定長(zhǎng)度測(cè)量裝置并進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)量實(shí)驗(yàn),對(duì)不同壓力、不同耦合功率下穩(wěn)定長(zhǎng)度變化的規(guī)律進(jìn)行分析,檢測(cè)了耦合能束截面的激光能量分布。建立了耦合能束沖擊過(guò)程的相關(guān)模型,探究了加工過(guò)程中水射流對(duì)于加工區(qū)域的沖刷作用。最后,進(jìn)行了納秒激光與水射流耦合能束蝕除材料的實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)于304不銹鋼、碳化硅以及硅等材料進(jìn)行了劃槽實(shí)驗(yàn)。深入分析了不同壓力的加工效果及其產(chǎn)生的原因,對(duì)比了不同加工方法加工的槽道形貌,對(duì)于納秒激光與水射流耦合能束加工材料的使用范圍進(jìn)行歸納總結(jié),驗(yàn)證了納秒激光與水射流耦合能束加工的優(yōu)越性。論文針對(duì)納秒激光與水射流耦合復(fù)雜的加工環(huán)境,結(jié)合理論分析與實(shí)驗(yàn)研究探索了納秒激光與水射流耦合的聚焦區(qū)域,耦合能束以及加工區(qū)域的相關(guān)特性,為激光與水射流復(fù)合加工的整體應(yīng)用提供理論支撐。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TB30;TN249

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