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作者：许骏杰;张朕;杨泽南;赵婉蓉;王立斐;王雨雷;
单位：中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室;河北工业大学先进激光技术研究中心;河北省先进激光技术与装备重点实验室;
摘要：基于电子速率方程构建描述超快激光诱导水中等离子体微加工过程的物理模型，探究脉宽对于等离子体激发形态的影响，结果显示空间中等离子体激发呈不规则的椭圆形状，激发区域中心向入射方向偏移。进一步计算得到不同脉冲能量下DD6高温合金表面的微沟槽深度和宽度，并进行实验验证。微沟槽深度和宽度随着单脉冲能量的增加而增加，计算结果与实验结果的变化规律一致。随后，利用物理模型计算不同激光功率、频率和扫描速度下的材料去除率及沟槽深度，形成27组小规模数据集。以该数据集为基础，利用多种机器学习算法建立工艺参数与加工性能的预测模型。SVR获得了最优预测精度，其对于材料去除率和烧蚀深度预测的训练集R~2分别达到89.2%和87.2%。最后，将所建立预测模型与遗传算法相结合，实现了工艺优化，材料去除率和烧蚀深度相对于原始数据分别提升了8.7%和9.1%。该研究有助于全面了解超快激光诱导水中等离子体微加工的物理过程，并为工艺优化提供了可行性方案。
关键词：超快激光;;等离子体微加工;;机器学习;;工艺优化
基金资助：中国航空发动机集团创新基金(ZZCX-2023-027)
