脉冲激光作用Al_(2)O_(3)的表面形貌演变过程

激光表面加工是一种能够有效降低陶瓷材料表面粗糙度的方法,为了研究脉冲激光与陶瓷材料作用后表面形貌演变过程及激光工艺参数对表面粗糙度的影响,本文通过有限元法建立了瞬态二维轴对称数值模型,研究了单脉冲、多脉冲激光作用于氧化陶瓷表面形貌的演变过程及激光工艺参数对表面粗糙度的影响。结果表明:单脉冲激光对材料表面具有显著的平滑效果;多脉冲激光加工在脉冲2~3次时具有最好的平滑效果,继续增加脉冲数量,熔池内的表面轮廓开始向下凹陷,表面平滑效果减弱;采用不同工艺参数加工时,过大的频率、脉宽、激光功率都会导致材料表面粗糙度增加。当表面温度处于熔化温度与蒸发温度之间,熔池内流体以毛细力为主要驱动力,促使表面逐渐平滑;当表面温度超过蒸发温度时,熔池内流体受反冲压力挤压,促使表面粗糙。实验与模拟结果对比表明,该模型具有较高的准确性。

连续激光抛光TC4的实验研究

重点论述激光在抛光钛合金过程中出现的两种抛光机理:表面浅熔融(SSM)和表面过熔融(SOM)。详细总结了两种机理对钛合金表面形貌和熔池深度、宽度和流动状态的影响效果,通过实验验证激光抛光能够降低钛合金表面粗糙度,钛合金表面的粗糙度由初始的13.764μm降低到1.756μm,降低了87.2%。