激光器与激光光学

Ti6Al4V合金毫秒激光打孔过程中，会沿孔壁形成一层重铸层，严重影响成品性能。考虑熔体的对流、辐射和热传导作用，以及反冲压力、马兰戈尼力、表面张力等因素的影响，基于修改的流体力学方程和改进的气/液界面捕捉算法Level-Set，建立了激光打孔的固/液/气三相二维数值计算模型。开展了单脉冲能量为3J时各脉宽参数下激光打孔的数值研究。运用后处理技术提取了打孔过程重铸层的温度场、流场和厚度分布情况。采用高速测温仪和扫描电镜分别测量了靶材温度场和重铸层厚度。实验结果与模拟结果吻合较好。结果表明：熔体的蒸发和熔体的喷溅是熔体排除的主要方式；重铸层是热-力耦合作用下形成的；重铸层厚度随着激光脉宽的增大而增大；重铸层厚度呈现孔口厚孔底薄由顶到底平滑递减的特征。

张廷忠, 张冲, 李晋, 张宏超, 陆健. Ti6Al4V合金毫秒激光打孔过程重铸层的热-力耦合形成机制研究[J]. 光学学报, 2017, 37(2): 1.  复制并引用该论文