光斑尺寸对连续激光辐照铝合金温度响应影响研究

摘要：

为了探究不同光斑尺寸连续激光辐照6061铝合金的温度响应及热致损伤问题,基于ANSYS有限元软件建立了激光辐照下的三维物理模型;使用不同的激光参数进行激光辐照实验,根据所采集的温度和前表面散射光强度数据,反演计算了靶材在激光辐照过程中吸收率的动态变化;最后,利用优化后的模型分析了不同光斑尺寸下,激光辐照靶材的温升特点.研究结果表明:在1000 W/cm2的激光辐照条件下,材料的吸收率随着温度的升高而升高;由于激光加载的局域化特征,横向热扩散影响纵向温升,光斑足够大时该影响变小,这与其热扩散长度有关;对于4 mm厚的6061铝合金材料,当光斑尺寸大于10 cm时,光斑影响可以忽略,靶材背表面发生熔融损伤时间阈值保持2.6 s不变.

关键词：激光辐照、数值模拟、温度场、光斑尺寸

所属期刊栏目：13

分类号：O434.34;O439(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目No.52073029

在线出版日期：2020-10-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1023-1031