光纤激光器：航天领域激光钻孔的技术难点及对策

2013-07-27 08:48

图8 不同脉冲宽度时的钻孔时间 (与表面成10角，JK704LD1，O2 辅助)

　　3.锥度

　　图9和图10 表示了两种激光器分别在2mm厚的材料上加工不同角度孔的典型锥度。虽然两种系统产生的锥度非常相似，但是可以看出，使用光纤传输系统加工出孔的圆度要比使用光束传输系统加工出的要好，因为光纤能使激光分布更均匀。图11展示了用两种激光器加工出的孔的截面，可以看出，用两种激光加工出的垂直孔的锥度在深度方向并不一样，尤其是在孔的中心位置变化很大，图示反馈给我们的由于激光参数导致的锥度差异，激光峰值功率密度对孔形状的影响。如今的研究表明，表面凸度的产生，主要是在孔的中心部位，而且更多的是发生在高能量密度的情况下。由此推测，可能是因为等离子体的形成明显地减少了在孔成形的过程中蒸发带走物质的作用。在表面上加工一个锐角的孔时没有表面凸起产生，可能是因为光斑在一个角度被拉长，而使能量密度减弱的缘故。

图9 锥度%与峰值功率 (JK300D)

图10 锥度%与峰值功率 (JK704LD1)