在如今的制造业中，追求高精度、高效率、低成本的加工方式已经成为行业共识。而水导激光技术的出现，如同在平静的湖面投下一颗石子，激起了层层涟漪，为传统加工方式带来了颠覆性的变革。
一、什么是水导激光
水导激光，顾名思义，就是利用水作为媒介引导激光进行加工的一种技术。它巧妙地结合了激光加工的高精度、深聚焦以及水射流加工的柔性、冷却等优势，创造出一种兼具两者优点的新型加工方式。
在水导激光加工中，激光能量并不像“干激光”那样直接作用于工件表面，而是通过水流传递至工件。水流在这里可视作一根玻璃光纤，激光在水流中以类似光纤传导的方式精确、高效地被传输至指定区域。一旦稳定的水射流与工件表面接触，水射流引导的激光能量便会被材料表面吸收，从而引发烧蚀区域的材料熔化、蒸发。在此过程中，水射流的冲击力远小于传统水射流加工，水流的主要作用是传导激光，同时带走加工产生的废料，并保持工件表面处于较低温状态，以保护其结构不受损伤。稳定的水射流在不超过水的击穿阈值的情况下，能够耦合不同波长和脉宽的激光，并在适当的工作距离内作用于多种材质的工件表面，从而满足广泛的生产需求。
二、水导激光的工作原理
1、激光与水界面的相互作用：
激光从空气进入水介质时，会经历折射、散射和反射等过程，水的折射率使激光在界面上得到控制，有助于减少激光束的发散，从而确保能量能够集中传递至工件。同时水与激光相互作用的这种特性可以避免激光在空气中传输时能量的过多衰减。
2、水流内的激光模态控制：
由于激光在水射流中传播时，水流的形态、速度和厚度会影响激光束的模态。通过控制水流的流速和形态，可以调节激光的模式，从而影响激光的焦点和分布。对激光模态的精确控制可以进一步优化能量在工件上的分布，以满足微结构的加工需求。
3、液体介质对激光波形的优化：
在水导激光中，水介质具有一定的自愈合能力，能在激光脉冲间隔期间快速恢复传输通道。特别是对于高频脉冲激光，水射流的自愈特性确保了激光束的稳定传输，同时避免了高频激光对水流形态的损耗影响。
三、水导激光的优势
1、高精度： 水流引导激光束到达目标位置，有效减少激光散射，提高加工精度，可实现微米级加工。
2、深聚焦： 水流对激光束的引导作用，可以突破空气介质的限制，实现更深焦距的激光加工。
3、无毛刺： 高速水流的冲刷作用，可以去除加工过程中产生的毛刺，提高表面质量。
4、适用范围广： 可以加工金属、陶瓷、玻璃、复合材料等多种材料，尤其适用于传统激光难以加工的材料，如钛合金、镍基合金等。
5、环保高效： 水是良好的冷却剂和润滑剂，可以提高加工效率，降低能耗，并且水可循环利用，更加环保。
水导激光技术的出现，为制造业带来了新的发展机遇。相信随着技术的不断发展和成熟，水导激光的应用领域将会越来越广泛，为推动制造业转型升级、实现高质量发展做出更大的贡献。
