如何提高水導(dǎo)激光加工的深度？

水導(dǎo)激光加工是一種新型激光復(fù)合加工技術(shù)，通過將激光耦合進(jìn)水束光纖進(jìn)行加工，具有無嚴(yán)重?zé)崛毕?、加工深徑比大等?yōu)勢。以下是一些提高水導(dǎo)激光加工深度的方法：

- 采用雙光束水導(dǎo)激光技術(shù)：將兩臺激光器的光束基于空間偏振光組合和時間相位調(diào)制，有效地耦合進(jìn)微水射流中，可顯著提高激光功率和單脈沖能量，從而實(shí)現(xiàn)更深的加工深度。例如，有研究通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對厚度為10.61mm的7075鋁合金的穿孔加工。

- 優(yōu)化導(dǎo)光介質(zhì)：使用高粘度低表面張力的液體作為導(dǎo)光介質(zhì)，如硅油、甘油或甘油水溶液等，可有效延長射流光纖長度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更大深度的材料加工。這些介質(zhì)的低表面張力有助于維持射流的致密、圓整形狀，高粘度則能抵抗周圍空氣的摩擦作用，增加射流的穩(wěn)定性。

- 改進(jìn)增壓系統(tǒng)：降低增壓系統(tǒng)輸出壓力脈動和液體介質(zhì)含氣量，可提升液束射流的穩(wěn)定長度，從而提高加工深度。例如，采用高粘度液體作為工作介質(zhì)，更易在泵活塞和閥芯表面形成潤滑液膜，提高泵和閥的動態(tài)性能，降低壓力脈動。

- 優(yōu)化水射流耦合裝置結(jié)構(gòu)：通過優(yōu)化耦合水腔及噴嘴結(jié)構(gòu)可以提高導(dǎo)光水射流穩(wěn)定性，如在中間殼體外側(cè)設(shè)置若干個對稱的切向入水口，減小壓力損失和湍流，提高導(dǎo)光水射流的噴射壓力；在中間殼體內(nèi)部設(shè)有徑向分流溝槽，均勻分布壓力和流量，提高噴嘴附近流場的流態(tài)穩(wěn)定性。

- 提高水射流穩(wěn)定性：水射流發(fā)生系統(tǒng)中配備反滲透裝置、真空除氣裝置等水精華裝置，以滿足水導(dǎo)激光加工技術(shù)對于水質(zhì)的極高要求。此外，光束耦合系統(tǒng)的耦合頭通常垂直放置，避免水射流由于重力發(fā)生彎曲，導(dǎo)致激光逸出水射流，造成耦合失敗。

- 借助光路整形技術(shù)：改善光束質(zhì)量是提高水導(dǎo)激光加工功率的關(guān)鍵路徑，通過光路整形技術(shù)可以使激光束更好地與水射流耦合，提高能量傳輸效率，從而增加加工深度。

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