[发明专利]一种双激光加工水浸工件的方法和系统

权利要求书

1.一种双激光加工水浸工件的方法，工件浸于水中，固体激光器产生的波长为1064nm的A激光直接聚焦于水中工件表面的划切路径上，在A激光的聚焦点上激光的热作用使工件受热局部软化，但聚焦点的温度低于工件材料的相变温度；CO₂气体激光器产生的波长为10640nm的B激光的聚焦点处于工件上方，即位于水中，B激光的聚焦点和A激光的聚焦点之间的距离为(1～4)×10²μm；B激光聚焦点周围的水在其作用下被击穿，产生汽蚀空泡和等离子体冲击波，冲击波产生的局部高压作用于工件表面的被局部软化的区域；软化区域被B激光产生的冲击波的冲击力去除，实现切槽加工。

2.根据权利要求1所述的双激光加工水浸工件的方法，其特征在于：

所述波长为10640nm的B激光能量密度为25J/cm²～80J/cm²；所述波长为1064nm的A激光能量密度为100J/cm²～300J/cm²。

3.根据权利要求1所述的双激光加工水浸工件的方法，其特征在于：

浸于水中的工件表面上方水层厚度为1～3毫米。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的双激光加工水浸工件的方法设计的一种双激光加工水浸工件的系统，包括水箱(3)，位于水箱(3)底部的工作台(10)，工作台(10)表面为水平面，工件(9)固定于工作台(10)表面，激光器的激光头位于水箱(3)上方，一激光束聚焦于工件(9)表面，其特征在于：

一台固体激光器的激光头位于水箱(3)上方，其产生波长为1064nm的A激光(6)，A激光束直接聚焦于水中工件(9)表面的划切路径上；另一台CO₂气体激光器的激光头也位于水箱(3)上方，其产生波长为10640nm的B激光(5)，B激光束的聚焦点处于工件(9)上方，即位于水中，B激光(5)的聚焦点和A激光(6)的聚焦点之间的距离为(1～4)×10²μm。

5.根据权利要求4所述的双激光加工水浸工件的系统，其特征在于：

所述A激光束的中心线为铅垂线，B激光束的中心线与A激光束的中心线相交于A激光束在工件(9)表面的聚焦点，二者的交角为10°～30°。

6.根据权利要求4所述的双激光加工水浸工件的系统，其特征在于：

所述工作台(10)为台面高度可调节的工作台。

7.根据权利要求4所述的双激光加工水浸工件的系统，其特征在于：

所述水箱(3)内充满水，工件(9)表面上方水层厚度为1～3毫米。

8.根据权利要求4所述的双激光加工水浸工件的系统，其特征在于：

所述水箱(3)下部有入水口(1)，入水口(1)上安装入水阀(2)，水箱(3)有可密封其顶部的顶盖(4)，顶盖(4)上有排气口(7)，排气口(7)上安装排气阀(8)。

9.根据权利要求4所述的双激光加工水浸工件的系统，其特征在于：

所述水箱(3)连接测压管，测压管连接水压计(11)。

10.根据权利要求4所述的双激光加工水浸工件的系统，其特征在于：

所述水箱(3)的顶盖(4)为透明顶盖。