有色金属铅是国家工业可持续发展的重要支撑,是国家军工、化工等重要工业领域生产制造的关键原材料。随着国家现代化工业进程的不断推进,国家对铅及其合金材料的产量需求持续增高,对电解铅行业的铅生产提出了新的要求。信息标记是电解铅标准化生产流程中的关键工序。目前,电解铅信息标记仍以纸贴标签为主,该方式存在成本高、效率低、易脱落等缺点;激光标刻图案是近年来的研究热点,通过激光直接标刻技术实现信息标记不仅能提高物料生产效率,同时能为物料信息管理和追溯提供可靠的解决方案。激光直接标刻电解铅锭实现本体标识尚没有成熟的应用,铅在不同标刻参数下的效果差异化明显,激光标刻参数对铅的表面标识影响规律尚不明确,有关机理尚待厘清。鉴于此,本文展开面向Pb99.994表面的脉冲激光标刻机理研究,研究的主要内容如下:(1)针对脉冲激光标刻铅时呈现的不同灰度现象,提出了脉冲激光标刻Pb表面成色与参数的关系模型。分析得到参数整合后的单脉冲能量与灰度的函数为S模型,重叠次数、线间距与灰度的函数均为立方模型;建立的灰度多元回归经验模型能够准确预测Pb表面的标刻灰度,并在实验中取得良好的标刻效果。(2)针对脉冲激光标刻铅时的温度变化情况,建立了移动脉冲激光标刻Pb的瞬态温度场有限元模型,并分析了在单脉冲及多脉冲下参数对其温度分布规律的影响。分析得到激光功率的变化对铅的温升影响最为显著,激光扫描速度是影响脉冲累积效应的关键因素。(3)基于热力学原理进行铅标刻时的热应力分析,得到了移动脉冲激光作用下靶材表面径向和深度方向的冯·米塞斯等效热应力的分布情况。分析得到温度产生的热应力主要集中在光斑中心,在深度方向和径向,冯·米塞斯应力随着距离变大而减少,随着脉冲个数的增加应力呈下降的趋势;深度方向的热应力分布尺度比表面径向小。基于上述研究内容,得到了脉冲激光标刻电解铅的相关规律,为电解铅表面有效标识的合适工艺参数选择提供了参考依据;获得了脉冲激光标刻电解铅时的温度和热应力分布,进一步揭示了标刻机理。