超声振动辅助激光烧蚀铝表面形貌仿真分析
DOI:
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作者:
作者单位:

(1.天津科技大学 机械工程学院,天津 300222; 2.天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室,天津 300222;3.天津航天机电设备研究所,天津 300301)

作者简介:

王 岩 (1985-),男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事先进材料精密制造与特种加工方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

天津市自然科学基金项目(19JCZDJC33200,18JCQNJC05200,18JCYBJC88900)、天津市教委科研计划项目(2018KJ116)、2021 年天津市研究生科研创新项目(2021YJSS043)资助项目


Simulation of ultrasonic vibration-assisted laser ablation of aluminum surface morphology
Author:
Affiliation:

(1.College of Mechanical Engineering,Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300222, China;2.Tianjin Key Laboratory of Integrated Design and On-line Monitoring for Light Industry & Food Machinery and Equipment, Tianjin 300222, China;3.Tianjin Institute of Aerospace Mechanical and Electrical Equipment, Tianjin 300301, China)

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    摘要:

    为研究超声复合激光蚀除机理,本文使用COMSOL软件对超声振动辅助激光烧蚀金属铝表面烧蚀过程进行仿真,对比研究了超声振动对激光蚀除机理和过程的影响。研究发现,激光烧蚀的开始阶段主要以高温汽化来去除材料。随着烧蚀时间的增加,蚀除方式主要转变为熔融物飞溅蚀除,这对烧蚀凹坑的形成起主要作用。并研究了不同频率下激光蚀除材料的速度,研究发现,引入超声振动后,蚀除速度降低了26.2%-39.43%。

    Abstract:

    To investigate the mechanism of ultrasonic compound laser etching,this paper used COMSOL software to simulate ultrasonic vibration-assisted laser ablation of metallic aluminum surfaces.The effect of ultrasonic vibration on the laser alteration mechanism and process was studied in comparison.It was found that the beginning of the laser ablation phase material was removed mainly by high temperature vaporization.As the ablation time increased,the mode of etching changed mainly to melt splash etching, which played a major role in the formation of ablation craters.The speed of laser etching of the material at different frequencies was also investigated.It was found that the introduction of ultrasonic vibration reduced the etching rate by 26.2%-39.43%.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张明月,王岩,殷杰,董颖怀,李跃华,赵静楠.超声振动辅助激光烧蚀铝表面形貌仿真分析[J].光电子激光,2023,34(3):321~327

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  • 收稿日期:2022-03-17
  • 最后修改日期:2022-05-26
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  • 在线发布日期: 2023-03-31
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