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第三阶段：

一些关于这方面的讨论已经开展了实验研究。关于激光光束在小孔内的吸收情况，已经有大量的理论和实验数据已经完成。

建模是另一种很好的理解激光烧蚀成孔过程的方法。

为了获得一个真实的可行的短脉冲激光束产生的高纵横比的辐射产生的小孔模型,我们有以下几个假设:

1．固体是各向同性的常量属性。短脉冲辐照期间因为传导损失小(纳秒范围),这种假设应该是没问题的。

2．材料是不透明的,也就是说，激光束不能渗透到介质中。这种假设对金属有好处;对于其他材料,如陶瓷,轻微的渗透(一微米左右)可以很容易地纳入传导模型,但预计不会对结果有明显的影响。

3。 从固体到蒸汽的相态变化发生在由阿伦尼乌斯反应速率控制的单个步骤中。因此,如果存在一个液体层，则它一定是太薄而不能影响到结果。

4．蒸发材料逃离这个洞,不干扰入射激光束。即: 光学厚度羽非常小。假设所有材料逃避也许是最弱的假设:虽然纳秒脉冲形成等离子体有一定的限制,很有可能一些蒸发材料无法逃离大纵横比洞。

5．对流和再辐射的热损失可以忽略不计(与相变和传导损失相比)。甚至是对于连续波（CW）来说，都已经证明是准确的。

6。 在激光表面,反射是在一个小锥形围绕镜面的方向,强度clipped-Gaussian离镜面的方向。这有两个目的:(i)没有真正意义上的光学平滑,（ii）镜面反射的轴对称孔壁会导致辐射环的聚焦到一个点,这会导致孔中心的吸收强度变得无穷大。表面反射率由菲涅耳的关系, 根据材料的复折射率m计算。来-自+优Y尔E论L文W网www.youerw.com 加QQ752018^766

Ki[8]等人建立了一种复杂的模型，首创使用Level Set方法对焊接过程中小孔熔池的动态演变过程进行详细的追踪模拟，通过对焊接过程中的材料的熔融、汽化、热传导以及表面张力和热应力的考虑，包括发生在焊缝池和小孔中的多次反射的所有已知的物理效应，建立起了小孔溶池的三维耦合模型。模拟结果表明：随着熔融深度的加深，焊接过程中由于动态效应，溶池对于激光能量的吸收处于震荡状态下，因此溶池内部熔融金属的流动使得小孔内部处于相对混乱的状态。与数值模型相比，可以得到更好,更详细的结果,但通常时间步骤必须非常小，导致非常大的计算量。分析模型更加简单。如热传导方程的解决方案为任意形状不能解决问题，因此简化是必要的。

Mastunawa和Semak[9]等人建立了简单的一维线性激光焊接热源模型，该模型通过描述焊接过程中激光能量的能量方程，表现出激光能量沿靶材厚度方向上呈现线性递减高斯分布，很好的表现出焊接过程中温度场的分布，并且考虑了材料汽化产生的汽化压力对溶池的影响，在设定其他条件不变的前提下，对汽化压力作用下的溶池形态进行了拟合，发现气化压力是致使溶池壁面变形的主要原因，同时也考虑到溶池壁面的高速流动对溶池内部的影响作用。模拟结果发现：由于气化作用使得熔池界面发生了一系列的高速变化，这种高速变化的液态金属削弱了激光对靶材的加热作用，使得溶池内部温度分布趋于稳定状态。因此不论是激光深熔焊接或者激光烧蚀工艺中，汽化压力是溶池内部的熔融金属流动以及溶池变化的主要作用力。

Volpp。J[10]基于Kroos和Klein的模型，通过准静态分析小孔形态进行建模。根据焊接试验，必须预先定义小孔的深度从而更好地进行计算(图3)。圆柱形的小孔孔分解成相同深度与高度(图3)。每个元素在表面上的投影面积将采取将剖面图。每个射线的强度计算的集成在这些投影区域能量分布。由于金属蒸汽吸收射线的造成的能量损失(Avapour)发生在小孔渗透中，被添加到吸收能量的部分。 (责任编辑：qin)