针对孔型随激光工艺参数变化的特点,建立了具有光束传输和强度分布的激光打孔瞬态二维有限元模型,对孔型演化进行了数值模拟研究。模型考虑了激光束空间分布和材料相变潜热对孔的影响,给出了小孔的温度场瞬态分布和界面演化过程。结果表明,打孔速度随激光与材料作用时间增加而增大,钻孔速度大约在1 m/s量级,而孔径在打孔初期增大之后变化不大。比较了不同参数下各种孔型,包括直筒型、倒锥型和正锥型等,横截面的仿真结果与试验观测值吻合较好。仿真方法可以准确地模拟激光打通孔的过程,为实际工艺研究提供参考。
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