[发明专利]一种利用超快激光切割两相复合材料的方法

权利要求书

1.一种利用超快激光切割两相复合材料的方法，其特征在于步骤如下：

(1)根据两相复合材料中两种材料各自进行单脉冲序列激光切割时所需的波长求平均值，作为两相复合材料激光切割预设波长；

(2)分别测定复合材料中两相各自对应的材料的孵化效应曲线，并判断这两种材料的孵化效应曲线于“蚀除阈值通量—激光脉冲数”坐标系中是否存在交点，若存在交点，则进入步骤(3a)，若不存在交点，进入步骤(3b)；

(3a)记录两种材料的孵化效应曲线交点处的蚀除阈值通量、激光脉冲数数值，并据此计算单脉冲序列激光的切割速度，进入步骤(4)；其中，所述单脉冲序列激光的激光切割能量值F为孵化效应曲线交点处蚀除阈值通量F_th的1.1～1.5倍；

(3b)于激光波长范围内改变预设波长值，重新测定复合材料中两相各自对应的材料的孵化效应曲线，直至找到两种材料的孵化效应曲线交点，记录两种材料的孵化效应曲线交点处的蚀除阈值通量、激光脉冲数数值，计算此时单脉冲序列激光的切割速度，进入步骤(4)；其中，所述单脉冲序列激光的激光切割能量值F为孵化效应曲线交点处蚀除阈值通量F_th的1.1～1.5倍；

(4)采用上述步骤所得单脉冲序列激光的切割速度、切割能量值、两种材料孵化效应曲线交点处蚀除阈值通量、激光脉冲数对两相复合材料进行激光切割。

2.根据权利要求1所述的一种利用超快激光切割两相复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(3b)中，对步骤(1)中预设波长于初始限定波动值范围内进行波长切换，重新测定复合材料中两相各自对应的材料的孵化效应曲线，若存在交点，则记录交点处蚀除阈值通量、激光脉冲数数值并计算此时单脉冲序列激光的切割速度，其中，初始限定波动值范围为+100nm～-100nm；

若不存在交点，则在预设波长数值进行限定波动变化后的波长上、下限波长值处增加100nm，直至找到两相各自对应的材料的孵化效应曲线交点，再记录交点处蚀除阈值通量、激光脉冲数数值并计算此时单脉冲序列激光的切割速度。

3.根据权利要求2所述的一种利用超快激光切割两相复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(3a)、(3b)中，单脉冲序列激光切割两相复合材料速度v的计算公式为：

式中，D为单脉冲序列激光的聚焦激光光斑直径，f为激光脉冲发生频率，F为激光切割能量值，F_th为孵化效应曲线交点处蚀除阈值通量，N为孵化效应曲线交点处激光脉冲数。

4.根据权利要求1所述的一种利用超快激光切割两相复合材料的方法，其特征在于：所述复合材料为金属基复合材料或碳纤维增强树脂基复合材料。

5.根据权利要求3所述的一种利用超快激光切割两相复合材料的方法，其特征在于：所述步骤(3b)中，波长切换范围为290nm～2600nm。