激光热源与电弧热源复合作用钢靶材的等离子体研究

摘要

激光热源与电弧热源复合是将不同物理性质和不同能量传输机制的两种热源复合到一起，而且产生了“112”的协同效应，这是一种全新的并且高效的热源。激光-电弧复合热源与钢靶材相互作用时，钢靶材表面会出现一种状态——等离子体态，其特性表征参数为等离子体电子温度和等离子体电子密度，对实验过程中的等离子体特性参数进行分析、研究有助于更好地掌握激光-电弧复合热源的应用技术。
　　本文以7mm厚度钢板为实验材料，对激光热源与钢靶材作用、电弧热源与钢靶材作用都进行了光谱以及等离子体电子温度、电子密度的分析和研究，着重对激光-电弧复合热源作用时改变激光功率、电弧热源参数、靶材移动速度、两热源间距等参数对等离子体电子温度、等离子体电子密度的影响做出分析。将这些变化因素与计算结果相结合，寻找规律并解释作用机理。
　　实验结果表明：随着激光功率的增加，电子温度和电子密度都增加；随着电弧电流增加电子温度增加，电子密度下降；电弧电压变化时，在26.6V时电子温度和电子密度最高；随着靶材移动速度增加，电子温度和电子密度都下降；热源间距变化时，在热源间距为2mm时电子温度和电子密度最高。

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第一章 绪 论

1.1 引 言

1.2国内外现状

1.3靶材对激光能量吸收机制

1.4光谱谱线展宽机制

1.5单独热源与金属靶材相互作用的原理

第二章 激光-电弧复合热源作用时等离子体诊断

2.1等离子体电子温度诊断计算方法

2.2等离子体电子密度诊断计算方法

2.3等离子体诊断光谱选择

2.4复合装置及采集装置

2.5等离子体诊断的优点

第三章 单独热源等离子体诊断

3.1激光热源等离子体诊断

3.2电弧热源等离子体诊断

3.3本章小结

第四章、双热源作用时等离子体诊断

4.1 双热源作用时激光功率对等离子体信息的影响

4.2 电弧电流变化时对等离子体特性参数信息的影响

4.3 电弧电压变化时对等离子体信息的影响

4.4 靶材移动速度对等离子体的影响

4.5 热源间距对等离子体信息的影响

4.6本章小结

总结与展望

致谢

参考文献