高功率CO 2 及Yb:YAG激光与TIG电弧相互作用特性对比

采用激光功率计、光束光斑质量诊断仪及高速摄像仪，对比研究了CO2激光及YAG激光与直流TIG电弧垂直相互作用时的光束特性和电弧特性。结果表明，CO2激光穿过TIG电弧后，激光功率显著衰减，光束散焦，能量分布状态严重劣化，而且电弧电压降低，体积膨胀，甚至产生激光支持的燃烧波；而对于YbYAG激光，电弧基本不吸收激光能量，电弧对激光特性的影响可以忽略，同时电弧电压及电弧形态也没有明显变化。试验条件下，计算得TIG电弧对CO2激光和YAG激光的逆韧致吸收系数分别为14.14～26.29 m-1和1.1～2.03 m-1。同时，TIG电弧对CO2激光和YAG激光的折射率分别为0.99249～0.99454和0.99992～0.99994。TIG电弧对CO2激光的逆韧致吸收系数远高于对YAG激光的吸收率，同时，TIG电弧对YAG激光的折射率与大气相比较差异很小。这是CO2激光及YAG激光激光与电弧相互作用存在很大差异的根本原因。