摘要：目的高功率红外激光进行铜构件加工时,激光吸收率低是阻碍其工业加工、影响加工质量的重要因素,因此拟通过皮秒激光织构预处理工艺,将铜表面红外激光吸收率从低于10%提高至70%以上。方法从改变铜表面特性着手,利用精密微细加工系统进行凹槽织构处理,通过共聚焦显微镜和扫描电镜对20%~50%激光功率、20~90次扫描次数下的织构特征进行分析,通过反射率检测仪对不同织构下铜表面的红外激光吸收率进行测试。结果相比原始铜板,织构后铜表面红外激光吸收率有了大幅提高,且十字凹槽织构工艺下的吸收率高于同参数下的平行凹槽织构。在30%激光功率、60次扫描次数的工艺下,形成深度44um、间距50um、表面粗趟度12.15um、倾角75°的十字凹槽织构,铜表面红外激光吸收率达86.75%。结论织构深度、表面粗趁度、氧化物是影响吸收率的重要因素,经过“周期性微米级织构-相爆炸喷溅颗粒物-形成黑色CuO层”三个过程,对应“光自陷织构-表面喷溅颗粒物-CuO层”三步吸收,织构工艺能够将铜表面红外激光吸收率提高近9倍。

关键词：红外激光吸收率 激光织构 t2紫铜 表面状态 精密加工 

单位：温州大学; 浙江温州325035; 浙江省激光加工机器人重点实验室; 浙江温州325035