微水导激光稳定水束光纤的CFD仿真研究

利用计算流体力学（CFD）的方法对水射流进行了气／液两相流数值模拟分析，研究了一定喷嘴结构下获得最大稳定射流长度时所需的入口速度大小，分析了不同速度下射流破碎长度和稳定长度的及射流破碎形式，并验证了射流的缩流现象。计算结果表明，在直径为0．2mm，长径比为2．5，入口无倒角的喷嘴结构下，喷射速度50～200m／s时，可获得的水射流最大稳定长度70ram。液体经喷嘴喷出时，在喷嘴口会产生缩流，缩流后射流直径约为喷嘴直径的80％～85％。

微水导激光切割玻璃的耦合装置设计

为了解决激光切割钢化玻璃过程中由于热应力导致产生裂纹并发生破裂的技术难题,建立了光液耦合模型,采用FLUENT软件进行了耦合腔内多场分析,获得了微水导激光切割钢化玻璃的工艺参量。结果表明,在喷口口径为0.4mm、水束压力为20MPa、激光功率为48W、切割速率为20mm/s的工艺条件下,厚度为0.5mm及1.0mm的玻璃试样的切割表面均比较光滑、基体内无微裂纹存在,切缝宽度约为100μm。该双注水口耦合装置的设计是合理的,能够满足钢化玻璃切割工艺的要求。

微水导激光划片工艺原理及应用

从应用需求出发,介绍了微水导激光划片工艺的主要原理和特点;对其关键工艺机构中的光学聚焦系统、激光在水柱中的全反射传播、激光系统、压力水腔和喷嘴组成的光液耦合器等原理进行了简单分析和介绍;对微水导激光划片工艺的应用前景进行了总结和展望。

微射流水导改善加工激光能量分布

微射流水导激光加工是利用Nd∶YAG激光在微射流击穿阈值中全反射传输作用于加工工件上,加工激光经过不同轴方向速度的微射流水导传输后以不同模式叠加,其加工峰值和能量分布得到改变。实验中,激光在微射流中分布峰值下降,光强分布均匀,加工效果相当于提高并展宽脉冲宽度,达到加工阈值。从理论上分析激光在微射流分布影响下能量分布变化,并模拟水导激光加工及波导传输机理,分析对于激光加工效率的影响。研究结果对进一步系统地提高改善微射流水导激光加工质量,尤其在以该加工方式参与的激光精密、超精密加工中,提高其应用范围有着重要参考价值。

多能场微射流水导激光加工研究发展概况

微射流水导激光加工属于一种多能场复合激光加工技术.该技术利用加工激光耦合稳定压力微射流,改变激光能量分布为平顶高斯光束,并对加工断面进行冷却、冲刷.稳定的小流量压力去离子水射流导引激光柔性延伸加工焦点,改善加工激光能量分布的同时实现去屑、冷却,使得其轴向加工质量、精度得到提高,并提高激光轴向加工能力.本文介绍并阐述了该加工装置及设备研发的若干关键因素:激光全反射入射角度的选择、光束质量、模式、聚焦位置及激光与水射流的耦合精度.对比了该技术与超短脉冲激光(飞秒激光)的加工特点.阐述了微射流水导激光适当控制激光加工热量,控制激光加工方向,适用于高质量大深径比(约10-100)的深孔、槽、缝的场合以及一些低k绝缘材质,硬质合金、SiC、GaAs、聚晶金刚石等材质的高附加值对象场合.