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[美国激光学会ICALEO? 2014：第33届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2014年10月19-23日）] 激光与电光学应用国际大会 - 针对退役目的的水下激光切割优化

DOI：10.2351/1.5063072 出版年份：2014 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 在核工业和海洋工程领域，水下切割技术存在诸多潜在应用场景。尽管多年前已实现激光水下切割，但当时受限于10微米激光波长的技术条件，使得实际应用几乎难以实现。随着光纤传导激光技术的出现，这一局面已得到改变。本文将介绍采用5千瓦Yb光纤激光源（配备专门设计的水下切割工艺头）的最新研究成果，展示对304不锈钢和C-Mn（S275JR）钢进行最高32毫米厚度切割的实验数据。论文还将阐述水下切割中关键参数及其对切割效果的影响，证明不同应用场景可采用特定参数组合实现差异化效果。例如在核设施退役应用中，通过参数调节可最大化切割部件的熔渣高度——这种处理能减少切缝中放射性物质向水体的释放，使更多放射性残留附着在待尺寸缩减的部件表面，从而降低长期储存的环境风险。
作者： Ali Khan，Paul Hilton
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究水下激光切割在退役处理中的优化方法，重点通过最大化熔渣高度来减少核设施退役过程中放射性物质向水中的释放。

研究成果

聚焦位置为15毫米且速度较慢的水下激光切割会增加熔渣高度，这通过减少放射性物质向水中释放，有利于核设施退役工作。与空气中切割相比，水下切割的质量损失显著更低，尤其是对于较厚的材料。该研究为优化退役用途的水下激光切割参数提供了依据。

研究不足

该研究仅限于特定厚度的S275JR C-Mn钢和304不锈钢板材。未探究水下激光切割对其他材料或厚度的影响。此外，研究重点关注以熔渣和烟尘形式存在的二次排放物，未对其他潜在副产物进行广泛分析。

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