随着激光技术的发展,因其能量密度高、热影响区小、自动化程度高等优越性,激光加工技术逐步取代传统加工技术,出现如激光切割、金属焊接、激光熔覆、激光打孔等加工技术,在汽车制造领域、生物医学、金属加工领域、海洋工程领域以及航空航天领域等方面都有着重大的作用。在社会不断发展、市场竞争日趋激烈的情况下,对生产效率提出了更高的要求,因此如何提高激光加工效率成为首要任务。前期研究表明,对靶材进行合理的辅助加热,可以提高后续靶材对激光能量的利用率,提高激光对靶材的烧蚀效率,从而提高激光加工的效率。针对辅助加热下激光烧蚀效率的提高问题,论文选取铝合金2024为研究对象,分别从理论和实验两个方面,开展了辅热对纳秒脉冲激光烧蚀铝合金效率的影响研究。针对辅热下纳秒脉冲激光对铝合金烧蚀效率的影响问题,论文基于传热学、流体力学等基础理论建立了数值计算模型,计算分析了靶材温度特性随辅热温度的变化规律以及辅热对烧蚀效率的影响研究。结果表明,辅热温度将影响靶材对后续纳秒脉冲激光的吸收率,靶材的辅热温度越高,靶材对激光吸收率越大,因此对纳秒脉冲激光的能量利用率也就越高,从而导致加工效率的提高;同时在辅热条件下,即使低能量密度的纳秒脉冲激光也会使靶材快速温升达到气化点,产生强蒸发甚至发生相爆炸,使更多的熔融物质喷溅,提高烧蚀效率。在数值计算分析的基础上,论文建立了辅热下纳秒脉冲激光烧蚀铝合金效率研究的实验系统,并开展了室温条件下和不同辅热温度下,纳秒脉冲激光烧蚀铝合金的效率研究。根据铝合金损伤形貌、烧蚀坑直径和深度,分析其在辅热下烧蚀效率的变化规律。在光斑尺寸相同,功率密度为6.79×10~7W/cm~2、1.27×10~8W/cm~2、1.01×10~9W/cm~2以及1.18×10~9W/cm~2纳秒脉冲激光作用下,辅热温度为500K、600K、700K、800K、900K等条件下,研究了激光对铝合金靶材的烧蚀特性。研究结果表明:辅热对纳秒激光烧蚀铝合金效率的提升具有促进作用,并且随着辅热温度的增加,铝合金靶材的烧蚀效果明显增强,烧蚀坑深度呈现增长趋势,质量迁移率得到提升。当辅热温度达到900K时,烧蚀坑深度出现明显的阶跃,与室温情况下相比,烧蚀坑深度增加了10倍。这些结果与理论研究结果吻合较好。论文的研究工作可为激光加工技术的发展和激光加工工艺的改进提供一定的理论依据与实验支持。