脉冲宽度对激光打孔的影响分析
YAG激光在不锈钢上打孔质量影响因素分析

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10 , 冲宽 度 为 06~ .ms离 焦量 L= 辅 助气 体 : 气 ,. M a 1Hz脉 . 08 , 0, 氧 0 2 P 。用 J 1 X 50 HM一G Y一0 B型 多功 能激
1 正交试 验 中影 响 因素 A的方 差分 析 表如表 2, F检验 的方 1 2 定各 3 因素对 所研 究 量 的影 响程 度 。 用 2 3 2 法 可确 2 影 响 1
表 2 方 差 分 析 表
表 中 :r ( )= y 一 = y 一 / , S= y —y n n5 = y
表 5 上 孔 径 试 验 方 差 分 析 表
长
春
大
学
学
报
第2 2卷
表 6 下 孔 径试 验 方 差 分 析 表
表 5中对于 = . 5 查表 得 F ( 2 00 , 0 2,)=1 , 知 F 3 )9 表 明激光 的脉 冲能量 对孔 径 的变化 有 显 9可 A= 0 1 ,
.
( .长春理工大学 1
摘
机械工程学 院 ,长春
10 2 ;2 30 2 .长春大学
机械工程学 院,长春
10 2 ) 3 0 2
要 : 光 打孔 是 目前 小 孔 加 工 中应 用 广 泛 的 加 工 方 法 , 加 工 孔 径 可 以 小 至 几 微 米 。 本 文 利 用 Y G 激 光 在 激 其 A
1 m 厚 的 不锈 铜 材 料 0 C2 N2 m 0 r5 i0上 进 行 打孔 试验 , 录上 下孔 径 的测 量 数 据 , 采 用 无 交 互 作 用 的 正 交 试 验 方 法 记 并
碳钢激光脉冲宽度打微孔的研究

可 以人为 控制 的 因子作 一 系列有 目的 的变 动 , 观察 相应 的 响应 , 然后研 究 因子 的变动 与响应 的变 动之 间的 关 系 , 到 与研究 目的有关 的结 论 。试验 方 案设计 得 好 , 得 能使 得 到 的数据 包 含 的有 效 信 息量 大 , 利于 通过 数 有 据 分 析得 到可 靠充分 的结论 ; 另一 方 面 , 由于人 力 、 材料 、 资金 、 间等 等 因素 的限制 , 实条 件下对 于 系统或 时 现
收 稿 日期 :0 11 —0 2 1—01
作者简介 : 李菁 菁( 9 0) 女 , 1 8 一 , 实习研究员 , 硕士 , 主要从事机械设计 方面研究。
6
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报
第 2 卷 1
( 立变 量 ) 产 品某 些令 人感兴 趣 的特征 ( 独 对 相关 变量 ) 的影 响 。影 响激 光打孔 质量 的主要 因素有 激光 功 率 、 激 光脉 宽 、 光重 复频率 、 激 离焦 量和辅 助气 体等 , 可见 是多 因素决 定 了激 光打 孔 的质 量 。双 因素 试 验是 研 究 两 个 因素 的交 互作用 , 要检 验交互作 用 的效用 是否 显著 , 两个 因素 A 、 的每 一个 组 合 至少 要 做 两次 试 为 对
小孔 ; 在红 、 蓝宝 石上 加工 几 十微米 的深孔 以及 金 刚石拉 丝模具 、 学纤 维 的喷丝 头等 , 化 这一类 的加 工任务 用
常规机械加工方法很困难 , 有时甚至是不可能的, 而在激光打孔则不难实现¨【 。激光束在空间和时间上的 l 高度 集 中 , 以将 光斑 直 径缩小 到 微米 级从 而获 得很 高 的功 率 密度 , 乎 可 以对 任何 材料 进 行激 光 打孔 。 可 几
脉冲宽度与激光器

脉冲宽度与激光器脉冲宽度和激光器是现代科技领域中非常重要的概念。
在本文中,我将详细探讨脉冲宽度与激光器之间的关系以及它们在不同领域中的应用。
我将介绍脉冲宽度和激光器的基本概念和定义。
我将阐述脉冲宽度对激光器性能的影响以及一些常见的脉冲宽度调控方法。
我将讨论脉冲宽度与激光器在通信、医学和科研领域中的应用。
1. 脉冲宽度和激光器的基本概念和定义(字数:200)脉冲宽度是指激光器在单位时间内发出的脉冲持续时间。
它通常以秒(s)为单位表示。
激光器是一种可以产生激光的设备,它利用激发介质中的原子或分子产生的受激辐射来放大光束。
脉冲宽度是描述激光器脉冲特性的重要参数之一。
2. 脉冲宽度对激光器性能的影响(字数:400)脉冲宽度对激光器的性能有着重要影响。
较短的脉冲宽度可以提高激光的时间分辨率。
这对于一些需要高时间分辨率的应用非常重要,例如在科学研究中用于观察快速动态过程的实验。
脉冲宽度还可以影响激光器的光谱宽度。
较短的脉冲宽度通常对应着较宽的光谱宽度,这对于一些需要宽光谱频率输出的应用非常重要,例如光通信以及光学频率梳。
调控脉冲宽度是现代激光技术的一个重要研究方向。
目前,常用的脉冲宽度调控方法包括主动调制、被动调制和光纤拉伸等。
主动调制是指通过改变激光腔内的激光器介质特性或施加外部调制电压来改变脉冲宽度。
被动调制是指利用非线性效应来调制脉冲,例如利用光学相互作用中的非线性光学效应来调制脉冲宽度。
光纤拉伸是通过拉伸光纤来改变脉冲宽度,通过调节拉伸光纤的长度和形状可以得到不同脉冲宽度的输出。
3. 脉冲宽度与激光器在通信、医学和科研领域中的应用(字数:200)脉冲宽度和激光器在各个领域都有广泛的应用。
在通信领域,脉冲宽度对于光纤通信中的信号传输速率和容量有着重要影响。
较短的脉冲宽度可以提高传输速率和容量,因为它可以增加单位时间内传输的信息量。
在医学领域,脉冲宽度对于激光治疗和外科手术非常重要。
较短的脉冲宽度可以减少激光与组织相互作用的时间,从而尽量减少对周围组织的伤害。
《激光加工工艺》试卷三

装备制造部12激光班《激光加工工艺》期中试卷三一、填空(每空1分,共10分)1、钻头钻孔的缺点是钻头。
2、激光打孔时在工件表面施加一个正向压力,可有助于打孔过程中汽化材料并增加液相的排出。
3、激光打孔中在工件下面的安全位置装一个光电探测器,可以及时探测到工件。
4、激光打孔中在工件上覆盖一层液体薄膜,能防止飞溅。
5、通常的孔有通孔和。
6、孔形呈腰鼓形时,一般最小孔径在从距入光口算起处。
7、激光加工金属材料的难易程度取决于金属材料对激光的和热量传递等因素。
8、激光经选模后,其亮度可几个数量级。
9、用工具可测量孔径。
10、激光打孔时,已熔化尚未被排出的液相材料会重新凝聚在孔壁上,形成。
二、判断(每题2分,共30分)1、玻璃可以用激光打孔。
()2、激光脉冲能量的增加,孔直径和深度都随之增加。
()3、激光脉冲宽度窄,能量密度大。
()4、用小孔光阑可以滤去杂波形成基模。
()5、调整光路时,应先从传输光路调,再调激光器。
()6、对宝石轴承的激光打孔可选用红宝石激光器。
()7、当被测小孔的精度要求不高时,可以用针式光面塞规进行测量。
()8、CO2激光器不可以加工陶瓷材料。
()9、孔形呈腰鼓形时,最小孔径在光的出口处。
()10、改变光阑直径不可以改变激光束的能量。
()11、在激光打孔时应该先选择一个材质、厚度等条件接近的试件来试验。
()12、若激光打孔的正式件为20个时,我们可以设计工装夹具。
()13、脉冲波形的不同可以影响激光打孔的形状。
()14、孔的不圆度是最小半径减最大半径。
()15、加小孔光阑时,小孔的半径要小于所需光束的半径。
()三、选择(每题2分,共30分)1、用机械方法加工陶瓷材料可获得深径比。
[]A 1:1B 2:1C 5:12、激光打孔的工艺过程第二步是。
[]A 模拟实验与检测B 设计工装夹具C 程序设计3、如果被加工材料对某激光器光束波长的吸收率,利用这种激光器进行打孔的效率就高。
[]A 低B 高C 没有关系4、如果被加工材料对某激光器光束波长的吸收率,利用这种激光器进行打孔的效率就低。
激光脉冲作用的脉宽效应及其应用

激光脉冲作用的脉宽效应及其应用
激光脉冲的脉宽是影响其作用效果的重要因素。
本文将探讨激光脉冲脉宽对其作用效果的影响,并介绍其在多个领域的应用。
首先,我们将详细介绍激光脉冲的脉宽对其在材料加工中的影响。
通过实验和理论模拟,我们将探讨不同脉冲宽度下激光在材料中的作用机制及其不同的加工效果。
此外,我们还将讨论如何通过控制激光脉冲脉宽来实现精确的材料加工。
接着,我们将探讨激光脉冲脉宽在医疗领域的应用。
通过介绍激光在皮肤医学和眼科医学等领域中的应用案例,我们将探讨激光脉冲脉宽对其在医疗中的作用效果以及如何通过控制脉宽来实现不同的
治疗效果。
最后,我们将介绍激光脉冲脉宽在光谱学、光学通信和传感器等领域的应用。
我们将探讨不同脉冲宽度下激光在光学通信和传感器中的应用效果,并介绍如何通过控制脉宽来实现更灵活的光学控制和信号处理。
通过本文的学习,读者将能够更深入地了解激光脉冲脉宽的作用机制和应用领域,从而在实际应用中更好地控制激光脉冲的脉宽,实现更高效、精确的作用效果。
- 1 -。
镭射打孔最小直径-定义说明解析

镭射打孔最小直径-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍本文将要探讨的主题——镭射打孔最小直径。
这一主题在工业生产中具有重要意义,因为在许多领域中,需要进行精确的打孔操作,而最小直径的控制是其中的关键因素之一。
本文将对镭射打孔技术进行介绍,并研究其对应的最小直径物理原理。
在探究最小直径的同时,我们还将讨论影响最小直径的因素,这些因素可能包括镭射功率、加工材料的特性、打孔速度等等。
通过对这些因素的分析和研究,本文旨在总结出一些实用的结论,并展望镭射打孔技术在未来的发展前景。
实验结果的总结将有助于我们理解最小直径与各因素之间的关系,而结论总结将为读者提供一个清晰的概述,同时也对镭射打孔最小直径的研究进行总结。
总之,本文将为读者提供一个全面的镭射打孔最小直径研究的导引,希望能够为相关领域的工作者提供有益的信息,进而推动这一领域的进步与发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写:文章结构部分的目的是为读者提供一个全面且清晰的了解文章内容和组织结构的指引。
本文主要围绕着镭射打孔最小直径展开,并分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分旨在介绍文章的背景和目的。
在概述部分,我们将简要说明镭射打孔技术的重要性和应用领域。
在文章结构部分,我们将介绍本文的总体结构,以帮助读者了解各个章节的内容和顺序。
正文部分是本文的核心内容,主要包括镭射打孔技术介绍、最小直径对应的物理原理以及影响最小直径的因素。
在镭射打孔技术介绍部分,我们将详细介绍镭射打孔的基本原理和工艺流程。
最小直径对应的物理原理部分将解释为什么最小直径会对应特定的物理原理,并探讨在实践中如何控制和优化最小直径。
影响最小直径的因素部分将讨论那些可能会对最小直径产生影响的因素,例如材料特性、加工参数等。
结论部分将总结本文的研究结果和发展前景展望。
实验结果总结部分将简要说明本文的实验结果,并分析结果的意义和局限性。
发展前景展望部分将展望镭射打孔技术在未来的应用和研究方向,以及可能的改进和发展方向。
激光加工_05_1激光打孔
脉冲宽度的选择
• 根据孔的要求选择脉宽
– 打深而小的孔,宜选用较长的脉冲宽度; – 打大而浅的孔,则宜选用较短的脉冲宽度; – 在加工高质量孔时,宜选用较短的脉冲宽 度,可避免孔壁堆积熔融物。
焦 距
• 选用焦距短的透镜,适合打小而深的 孔,原因在于使聚焦光斑尽可能减小, 从而获得较高的功率密度。
2.w0
激光打孔方法
• 回转法 • 套料法
影响打孔精度的因素
• • • • 孔径 孔深 圆度 锥度
孔径
影响孔径精度的主要因素有激光器的发散 角、激光器的输出能量、聚焦物镜的焦 距、焦点相对于工件表面的位置及工件 材料的性质。一般来说,发散角越大孔 径就越大,输出能量越大,孔径就越 大,工件材料的熔点越高、导热性能越 好孔径就越小。
焦点直径
3
焦距和孔深及孔径的关系
3( r 2ε − θ hs ) + [9( r 2ε − θ hs ) 2 − 12θ 2 s 2 h 2 ] f = 6θ 2
1 3
焦距的选择
• 在加工小而深的孔时,从公式中算得的 值较小,这就给打孔过程中的镜头防护 带来困难。因此,有实用价值的焦距应 大于20mm。焦距超过120mm,聚焦光斑 大,使功率密度下降,打孔困难,而且 孔质量较差。如果不是零件上孔的空间 位置不允许,一般最好不用长焦距镜头。
激光打孔
激光打孔是将聚焦 的脉冲激光束射向 工件,将其指定范 围“烧穿”。一般采 用固体激光器,以 脉冲方式打孔。
激光打孔
I0
I
光强分布
x
I0Biblioteka 1 e2激光束 聚焦透镜 工作气体 金属蒸汽 气嘴 工件
熔渣
孔径
激光打孔机理
当高强度的聚焦脉冲能量照射到材料时,材料表面 温度升高至接近材料的蒸发温度,此时固态金属开始 发生强烈的相变,首先出现液相,继而出现气相。 金属蒸汽瞬间膨胀以极高的压力从液相的底部猛烈 喷出,同时也携带着大部分液相一起喷出。由于金属 材料溶液和蒸汽对光的吸收比固态金属要强的多,所 以材料将继续被强烈地加热,加速熔化和气化。 在开始相变区域的中心底部形成了更强烈的喷射中 心,开始时在较大的立体角范围内外喷,而后逐渐收 拢,形成稍有扩散的喷射流。这是由于相变来得极其 迅速,横向熔融区域还来不及扩大,就已经被蒸汽携 带喷出,激光的光通量几乎完全用于沿轴向逐渐深入 材料内部,形成孔型。
脉冲NdYAG激光对薄层聚氨酯材料打孔
第35卷,增刊V b l.35Suppl em e nt红外与激光工程I nf rar ed a nd L a ser E ng i nee r i ng2006年10月O ct.2006脉冲N d:Y A G激光对薄层聚氨酯材料打孔王嘉睿1,杨在富2,张燕博3,杨景庚2,康宏向2,王省书1,钱焕丈2(1.国防科技大学光电科学与工程学院,湖南长沙410073;2.军事医学科学院放射与辐射医学研究所,北京100850;3.北京协和大学阜外医院外科小儿心脏中心,北京100037)摘要:激光打孔是一种精度高、操作简便的材料表面修饰物理手段。
以往研究曾使用准分子和飞秒级钛宝石激光器作为打孔光源。
为了验证脉;中N d:Y A G激光器对组织工程材料打孔的效果,掌握不同激光光束特性和能量的成孔规律,对组织工程薄层生物材料激光打孔进行了实验研究。
选用能量输出范围为O.01~l J的脉冲N d:Y A G激光器和厚约50岬的片状聚氨酯材料(PU)进行打孔。
改变激光输出能量、脉冲宽度、光阑孔径和光斑模式,用显微镜观察不同条件的穿孔形态。
当N d:Y A G激光器脉冲宽度为30us,入射能量密度为0.6×104—2.1×104J/cm2时可击穿厚为50um的P u材料,成孔直径在20一90¨m之间,且低阶模光束成孔边缘光滑,对周围材料影响小。
低阶模的穿孔直径为20—40岬,高阶模的穿孔直径为60一90岬。
实验结果表明脉冲N d:Y A G激光器可以用作组织工程血管材料打孔。
关键词:激光打孔;N d:Y A G激光器;聚氨酯;激光模式中图分类号:T N249文献标识码:A文章编号:1007.2276(2006)增C.0405.05N d:Y A G pul sed l a ser per f or at i on on poJ yur et hane l a m i na m at r i xW A N G J ia—r ui1,Y A N G Z ai—f u2,Z H A N GY an.b03,Y A N G J i ng—gen92,K A N G H on g.x i an92,W A N G She ng.s hu1,Q I A N H uan.w en2(1C o l l e g e ofopti c a l&E l c ct r ic a l Scj ence a n d En gi nee r i ng,N a t i o nal U ni ver s时of D ef ense T cch nol ogy’C hang s ha410073,C hi n a;2l Tl s t it ut e ofR a di a t i o n M e di ci ne,Be巧ing100850,C h i n a;3Fuw a i H ospi妞I,C hi n e s e A ca dem y of M edi ca l Sci ence&Peki ng uni on M ed i cal C o l l eg e,Cen t e r of C h订dre n H e an,Be巧ing100037,china)A b s t r act:Las er pe rf br at i on is a m ea ns of physi c al surf ac e m odi fi c at i on t h at i s pr ec i s e and ea Sy t o ope ra t e.The re w a s m u c h s t udy us ed exci m er l aser a nd f em t os ecod T i—sap phi r e l aser as s o ur ce of pe rf or at i on.Thi s exp er i m ent w a s t aken t o V er i母t he ef f bct of l as er pe r f or a t i on o n t he l am i na m at r i xes and t o m ast er t he r el at i on and r e gul at i on bet w een Ⅱ1e pat t em of t he per f.o r at i on and t he pa ra m e t er s.1t t o ok a pul s ed N d:Y A G l as er w hi ch out put s0.01~1J and l am e l l ar PU m at r i x w hi ch w as a bout50“m i n t hi cknes s.C hange out put ener gy,pul s e dur at i on,di am et er of t he di aphr agm and l aser m od e a nd com p ar e di行色r ence of app ear an ce of t he hol es.The r esu l t s w er e exa m i n ed und er a m i cr osco pe.W hen t he pul s e-w i dt h w as30U s and t he e ne唱y dens i t y w a s0.6×104~2.1×104J/cm2t he beam c ouId dri ll t hr ough PU aI l d m ade20~90¨m pe r f or at i on,如r t he r m or e,t he l ow order m ode beam brought l ess heat i m p act t ha n t he ot her.T he l ow收稿日期:2006.04.11作者简介:上嘉睿(1980.).女.辽宁沈阳人,助理实验师,t要从事激光医学计蕈和激光生物效应研究。
激光脉冲作用的脉宽效应及其应用
激光脉冲作用的脉宽效应及其应用
激光脉冲是一种高能量、高强度的光束,其作用时间非常短暂,通常只有纳秒或皮秒级别。
这种短暂的作用时间使得激光脉冲具有很多独特的特性,其中最重要的就是脉宽效应。
脉宽效应是指激光脉冲的作用时间对其作用效果的影响。
通常情况下,激光脉冲的作用效果与其能量密度成正比,但是当脉冲宽度变得非常短的时候,其能量密度会变得非常高,从而导致一些非线性效应的出现。
这些非线性效应包括光学击穿、光学非线性、光学相位调制等等。
光学击穿是指当激光脉冲的能量密度达到一定程度时,会导致介质中的电子被激发,从而形成等离子体。
这种等离子体会导致介质的折射率发生变化,从而影响激光的传播。
光学非线性是指当激光脉冲的能量密度非常高时,会导致介质的光学性质发生非线性变化,从而影响激光的传播和作用效果。
光学相位调制是指当激光脉冲的能量密度非常高时,会导致介质的折射率发生变化,从而影响激光的相位。
脉宽效应不仅影响着激光的作用效果,还可以被应用于很多领域。
例如,在激光加工中,脉宽效应可以被用来控制激光的作用深度和精度,从而实现高精度加工。
在激光医学中,脉宽效应可以被用来控制激光的作用深度和作用时间,从而实现精准的治疗效果。
在激光通信中,脉宽效应可以被用来控制激光的传输距离和传输速度,
从而实现高速、高效的通信。
激光脉冲的脉宽效应是一种非常重要的现象,它不仅影响着激光的作用效果,还可以被应用于很多领域。
随着激光技术的不断发展,脉宽效应的研究和应用将会越来越广泛。
激光焊接机的参数设置调整【教程】
激光焊接机的参数设置调整是怎么样的?我们在使用激光焊接机的过程中,如何知道激光焊接机的参数应该做哪些调整,对焊接不同的材料,激光焊接机的参数都是不同的,我们来看一下激光焊接机的参数设置。
激光脉冲宽度:激光脉冲宽度是激光焊接机在焊接过程的一个重要参数,激光脉宽,决定着焊接物的焊接宽度和深度,激光脉宽的设置影响着焊接的效果;脉宽越长热影响区越大,熔深是随脉宽的1/2次方增加。
其实对于每种材料,都有一个可使熔深达到最大的最佳脉冲宽度。
激光功率密度:激光功率密度是激光加工中最关键的参数之一。
激光焊接中存在一个激光能量密度阈值,低于此值,熔深很浅,一旦达到或超过此值,熔深会大幅度提高;因此功率密度越高,工件表层加热至沸点越快,采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。
因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。
对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。
激光脉冲波形:激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。
当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有40~70%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。
在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大,是以,不合的金属对于激光的反射率和激光的应用率都不一样,要进行有效的焊接就必须输入不合波形的激光,如许焊缝处的金属组织才能在最佳的方法结晶,形成与基体金属一致的组织,才能形成高质量的焊缝。
在实际焊接中可针对不同材料的焊接特性,灵活调整脉冲波形。
如对于易脆材料可以采用能量缓慢降低的脉冲波形,减慢冷淬速度。
激光焊接机的参数设置调整主要是对激光脉冲宽度,激光功率密度,激光脉冲波形的设置调整,对应不同的焊接材料,激光焊接机的参数都是有不同的调试数据。
激光焊接机的参数设置调整主要是你这三大要点,用户可根据焊接材料自行调整激光焊接机参数。
扩展资料:点焊机参数设置:在使用点焊机时,点焊机的点焊参数主要有焊接电流,焊接(通电)时间,电极压力和电极尺寸。
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脉冲宽度对激光打孔的影响分析
采用不同脉宽的激光打孔,产生的现象和打孔原理有很大的区别,不仅如此,即使采用自由震荡的中等功率脉冲激光打孔,对打孔的尺寸和孔的质量也有非常大的影响。
从计算公式中得到的孔深、孔径与激光脉宽无关,只与激光束的脉冲能量及聚焦情况有关,这是由于采用准稳定破坏模型忽略了材料的飞溅物对激光的屏蔽作用,使用这样推到的公式描述孔的形成过程是比较粗糙的。
通过试验分析表明,在激光脉冲能量恒定时,激光脉宽的变化不仅带来
采用不同脉宽的激光打孔,产生的现象和打孔原理有很大的区别,不仅如此,即使采用自由震荡的中等功率脉冲激光打孔,对打孔的尺寸和孔的质量也有非常大的影响。
从计算公式中得到的孔深、孔径与激光脉宽无关,只与激光束的脉冲能量及聚焦情况有关,这是由于采用准稳定破坏模型忽略了材料的飞溅物对激光的屏蔽作用,使用这样推到的公式描述孔的形成过程是比较粗糙的。
通过试验分析表明,在激光脉冲能量恒定时,激光脉宽的变化不仅带来打孔尺寸的变化,而且对孔壁表面的质量也有很大的影响,表1给出在激光能量近似相等时,改变脉宽对打孔尺寸的影响情况:
能量/J 脉宽/ms孔径/mm 孔深/mm 深径比
5.4 0.25 0.42 1.2 2.9
5.1 0.35 0.39 1.3 3.3
5.9 0.55 0.38 1.5 3.9
5.7 0.75 0.36 1.6 4.4
5.4 0.85 0.30 1.8
6.0
5.0 1.15 0.26 1.6
6.1
表1:在激光能量近似相等时,改变脉宽对打孔尺寸的影响
一般采用脉宽在0.2~1.2ms之间的自由震荡运转的激光器打孔。
现假定激光的能量不变,当采用长脉宽打孔时,因为时间拉长,光通量密度降低,材料的蒸发减弱,熔化的比例居上,因此材料去除就减少。
一旦光照结束,熔化的材料又重新凝固,形成再筑层,使孔径、孔深都减小。
而再筑层使孔内壁质量也较差,波纹度增加,而且有积瘤,严重的会赌孔。
如果选用脉宽小于0.1ms打孔,同时光能量密度较小(针对自由震荡激光器而言)就会因为激光作用时间太短,还未进入准稳定蒸发状态,激光照射就已经结束,因而打不出孔来。
由表1可以看出,在激光束的脉冲能量基本稳定的情况下,当脉宽由0.25ms增加到0.85ms时,孔深增加了50%,孔径减小了30%,因而深径比增加了一倍左右。
孔深增加是因为保持一定的能量而加大脉宽时,必须减小泵浦速率,这样激光束的高阶横模不容易起振,光束发散角较小,从而减小了材料汽化的比率,液相多而不易被排走,故使孔径减小。
脉宽的选择是由孔的要求而定的:打深而小的孔,宜选用较长的脉冲宽度;打打大而浅的孔,则宜选用较短的脉冲宽度。
在加工高质量孔的时候,宜选用较短的脉冲宽度,因为这样可以避免孔壁堆积熔融物,却会降低打孔的重复稳定性。
另外由于短脉冲打孔,材料汽化剧烈,被排出的材料蒸汽较浓,因而加剧了对后面光束的屏蔽及散射作用,同样也会降低高重复稳定性。
因此选用0.3~0.6ms脉宽对大多数情况下都是适宜的。
从材料受热变形及产生热应力裂纹的角度考虑:脉宽增大,会使较多的热作用于材料的非破坏性加热,使材料变形大,热应力大,易出现裂纹。
因此对于导热性差的材料打孔尽量采用短脉宽。