基于等离子体间耦合作用的激光诱导增强电弧放电物理机制研究

基本信息
批准号:11375038
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:刘黎明
学科分类:
依托单位:大连理工大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:祝美丽,陈明华,李陈宾,宋超,胡广龙
关键词:
电弧等离子体“匙孔”等离子体耦合放电激光
结项摘要

The machinery maufactury is in urgent need of laser induced and enhanced arc discharge technology. However, insurfficent research on the physical process and essence of this technology serious restrains the development of the actual manufactury. This application will perform the study on physical essence of the laser induced and enhanced arc discharge. With the laser keyhole and keyhole plasma formed in the target material as the start point, the coupling discharge behaviors between the arc plasma and keyhole plasma will be researched, by a deep investigation on the quality migration and engergy delivery of the particle during the coupling discharge. The necessary conditions for the arc plasma to enter the laser keyhole discharging with keyhole palsma, as well as the influence of the coupling discharge on the arc plasma state and energy density distribution, will be discovered. Consequently, it will be clear that how the laser and arc plasma essentially interact during laser induced and enhanced arc discharge process. And at last, a model describing the interactions among the materials, laser keyhole and arc plasma will be established to expose the key technology for achieving the laser induced and enhanced arc discharge, and to guid the actual process using the laser induced and enhanced arc discharge, which will meet the strong demand of the manufactury development.

机械制造的发展对激光诱导增强电弧放电技术提出迫切需求,但是目前对激光诱导增强电弧放电物理过程和物理本质研究的滞后,严重制约该技术的应用。本申请将针对激光诱导增强电弧放电的形成机制开展研究,以激光在材料上形成的"匙孔"及"匙孔"等离子体为切入点,通过考察电弧等离子体和"匙孔"等离子体之间在耦合放电时粒子质量的迁移和能量的传递过程,研究"匙孔"等离子体与电弧等离子体的耦合放电行为,同时揭示电弧等离子体进入激光"匙孔"的条件及"匙孔"等离子体与电弧等离子的耦合作用对电弧等离子体状态和能量密度的影响规律,阐明"匙孔"等离子体与电弧等离子体相互作用的物理本质,构建材料、激光"匙孔"和电弧等离子体之间相互作用物理模型,掌握激光诱导增强电弧放电实现的技术关键,指导激光诱导增强电弧放电加工工艺,满足机械制造的迫切需求。

项目摘要

以激光“匙孔”诱导增强电弧等离子体现象为切入点,系统研究了电弧等离子体进入激光“匙孔”并与“匙孔”等离子体发生耦合放电的基本条件和过程,阐明了电弧等离子体与“匙孔”等离子体之间粒子迁移、粒子动量传输和能量传递规律,发现了电弧等离子体进入“匙孔”并与“匙孔”等离子体耦合放电行为及其物理机制,构建了“匙孔”等离子体和电弧等离子体发生耦合放电的物理模型,阐明了加工参数、材料特性、等离子体特征和实际加工效果之间的内在联系,掌握激光诱导增强电弧放电实现的技术关键,为指导激光诱导增强电弧加工技术开发及应用提供理论指导。四年来共发表学术论文19篇(其中SCI检索论文8篇,EI检索论文12篇);获批国家发明专利8项、美国发明专利1项,申请国家发明专利5项;培养博士研究生5人(毕业3人)、硕士研究生6人(毕业4人);获得中国机械工业科学技术奖科技进步二等奖1项(第一完成人)。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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