【摘要】：隨著激光加工技術(shù)的不斷進步,各種激光復合加工技術(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,針對耦合過程中不同時空能量特性參數(shù)下激光與水、材料之間的相互作用過程進行分析。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、脈寬等與擊穿閾值的關(guān)系,并進行了相應(yīng)的實驗驗證,闡述了不同脈寬作用下聚焦區(qū)域自由電子密度的發(fā)展進程,在此基礎(chǔ)上提出了激光時域脈沖序列調(diào)控的方法。對耦合腔內(nèi)產(chǎn)生氣泡的原因展開了相關(guān)的實驗研究并針對此現(xiàn)象提出了改進方案。隨后,對于納秒激光與水射流耦合能束特性進行了研究,設(shè)計搭建了耦合能束穩(wěn)定長度測量裝置并進行了相關(guān)的測量實驗,對不同壓力、不同耦合功率下穩(wěn)定長度變化的規(guī)律進行分析,檢測了耦合能束截面的激光能量分布。建立了耦合能束沖擊過程的相關(guān)模型,探究了加工過程中水射流對于加工區(qū)域的沖刷作用。最后,進行了納秒激光與水射流耦合能束蝕除材料的實驗研究,對于304不銹鋼、碳化硅以及硅等材料進行了劃槽實驗。深入分析了不同壓力的加工效果及其產(chǎn)生的原因,對比了不同加工方法加工的槽道形貌,對于納秒激光與水射流耦合能束加工材料的使用范圍進行歸納總結(jié),驗證了納秒激光與水射流耦合能束加工的優(yōu)越性。論文針對納秒激光與水射流耦合復雜的加工環(huán)境,結(jié)合理論分析與實驗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,為激光與水射流復合加工的整體應(yīng)用提供理論支撐。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB30;TN249

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