脉冲激光作用下45#钢表面微凸起形貌演变规律的研究

以45#钢为研究对象,采用波长1064 nm 的脉冲激光在45#钢表面进行微凸起造型,利用扫描电子显微镜和三维形貌仪表征形貌。试验得到球冠状、墨西哥帽状和M 状形貌三种典型微凸起形貌。结合温度场以及气化反冲压力数值估算,系统研究了激光脉宽和峰值功率密度对微凸起形貌的影响规律,提出了一种火山口形貌形成的新机理。结果表明:微凸起形貌是激光与材料作用过程中热、力耦合作用的结果。中心凸起形貌由熔池内对流形成,峰值功率密度低,脉宽短,形成球冠状形貌。峰值功率密度越高、脉宽越大,所得中心凸台越高越细,演变为墨西哥帽状。当熔池中心温度超过材料沸点,材料气化形成的反冲压力,在熔池中心凸起顶端反压出凹陷,形成M