飞秒激光烧蚀面齿轮材料的形貌特征研究

作者：林嘉剑; 明瑞^*; 李学坤; 赖名涛; 马玉龙; 明兴祖^*

来源：中国激光, 2021, 48(14): 175-185.

• 激光光学
• 飞秒激光
• 面齿轮材料
• 烧蚀阈值
• 材料吸收系数
• 形貌特征

飞秒激光加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA是一种面齿轮精微修正的新型加工技术。首先,根据烧蚀凹坑的直径和激光功率的定量关系得到激光的烧蚀阈值,根据烧蚀凹坑的深度和激光功率的定量关系得到材料的吸收系数。然后,考虑到能量累积效应,从高斯激光的聚焦方式考虑变离焦量效应,建立材料内部的能量吸收模型。最后,通过改变脉冲数和激光功率,研究飞秒激光烧蚀凹坑直径和深度的变化规律。实验结果表明,脉冲频率为200 kHz的飞秒激光脉冲数大于20时,烧蚀凹坑的直径和深度趋于稳定,这与理论结果相吻合。随着激光功率的增大,飞秒激光的加工质量有明显下降,当激光功率为1 W时,飞秒激光的加工质量良好且烧蚀深度足够深。

• 单位
  湖南工业大学; 湖北文理学院