海量微孔水輔助法皮秒激光加工技術的研究及應用
發(fā)布時間:2020-12-10 17:18
針對激光加工具有海量微孔的金屬濾網(wǎng)時基板熱變形嚴重,且所加工微孔錐度大、孔形一致性差等問題,提出了背面水輔助的激光微孔加工法。該方法利用水進入微孔的毛細現(xiàn)象,光在氣液界面的反射、折射現(xiàn)象,激光輻照到水中產(chǎn)生的力效應、空泡效應,以及水的冷卻作用,實現(xiàn)了提高微孔加工質量的目的。采用皮秒脈沖激光分別在無水和有水輔助情況下對不同厚度的304不銹鋼板進行打孔試驗,驗證了背面水輔助激光加工法的可行性。試驗結果表明:在相同的加工參數(shù)下,相對于無水激光直接加工法,采用背面水輔助法加工得到的微孔錐度降低了2°~6°,再鑄層減少,熱影響區(qū)減小,所加工濾網(wǎng)的變形量減小,微孔的一致性得到提高。最后采用正交試驗優(yōu)化的工藝參數(shù),在60μm厚板材上實現(xiàn)了出口孔徑為55μm的具有海量微孔的濾網(wǎng)的加工。
【文章來源】:中國激光. 2020年03期 第114-121頁 北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
皮秒脈沖激光加工系統(tǒng)示意圖
在激光打孔試驗過程中,激光打孔的掃描路徑為圖2(a)所示的一系列同心圓。打孔時,激光光斑沿每個同心圓軌跡掃描,由內(nèi)向外進行加工,從而實現(xiàn)先在工件表面得到一個微細通孔,然后再進行擴孔加工的目的。在試驗過程中,為減小隨機誤差,在同一工藝參數(shù)下依次打4個孔,加工完成后進行超聲清洗并烘干,然用CCD相機和掃描電子顯微鏡(SEM)觀察微孔的形貌,用能譜儀(EDS)對孔內(nèi)壁進行成分分析,之后測量微孔的出入口直徑,測量方法如圖3(a)所示,每隔45°測量一次,采用這種方法對每組孔進行測量,最后取平均值。此外,本文還對微孔的錐度進行了計算,錐度計算示意圖如圖3(b)所示,計算公式為
示意圖。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]紫外皮秒激光參數(shù)對鎳鐵合金微孔加工的影響[J]. 陳偉帆,高健,陳云,陳新. 激光雜志. 2018(06)
[2]飛秒激光螺旋加工小孔幾何參數(shù)演化實驗研究[J]. 李效基,董一巍,殷春平,趙奇,尤延鋮. 中國激光. 2018(05)
[3]皮秒激光微納加工304不銹鋼形貌調(diào)控[J]. 謝志偉,董世運,閆世興,李恩重,汪宏斌,李重河. 激光與光電子學進展. 2018(03)
[4]基于正交實驗的SUS304不銹鋼激光打孔過程參量優(yōu)化[J]. 錢曉忠,王琪琪,任乃飛. 激光技術. 2017(04)
[5]飛秒激光成絲制備毫米級深孔[J]. 張艷杰,宋海英,劉海云,劉勛,李維,劉世炳. 中國激光. 2017(04)
[6]激光熱力效應對不同材料電化學刻蝕形貌的作用研究[J]. 張朝陽,馮欽玉,周建忠,蔡明霞,高鑫,吳升筌. 中國激光. 2015(05)
[7]光制造科學與技術的現(xiàn)狀和展望[J]. 王國彪. 機械工程學報. 2011(21)
[8]鎳基超合金激光打孔再鑄層及其控制研究進展[J]. 郭文淵,王茂才,張曉兵. 激光雜志. 2003(04)
碩士論文
[1]納秒激光薄鋁板精密打孔研究[D]. 熊厚.湖北工業(yè)大學 2016
[2]激光旋轉打孔技術的研究[D]. 王硯麗.華中科技大學 2012
[3]脈沖激光與水下金屬靶材相互作用力學效應的實驗研究[D]. 許健.南京理工大學 2010
本文編號:2909071
【文章來源】:中國激光. 2020年03期 第114-121頁 北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
皮秒脈沖激光加工系統(tǒng)示意圖
在激光打孔試驗過程中,激光打孔的掃描路徑為圖2(a)所示的一系列同心圓。打孔時,激光光斑沿每個同心圓軌跡掃描,由內(nèi)向外進行加工,從而實現(xiàn)先在工件表面得到一個微細通孔,然后再進行擴孔加工的目的。在試驗過程中,為減小隨機誤差,在同一工藝參數(shù)下依次打4個孔,加工完成后進行超聲清洗并烘干,然用CCD相機和掃描電子顯微鏡(SEM)觀察微孔的形貌,用能譜儀(EDS)對孔內(nèi)壁進行成分分析,之后測量微孔的出入口直徑,測量方法如圖3(a)所示,每隔45°測量一次,采用這種方法對每組孔進行測量,最后取平均值。此外,本文還對微孔的錐度進行了計算,錐度計算示意圖如圖3(b)所示,計算公式為
示意圖。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]紫外皮秒激光參數(shù)對鎳鐵合金微孔加工的影響[J]. 陳偉帆,高健,陳云,陳新. 激光雜志. 2018(06)
[2]飛秒激光螺旋加工小孔幾何參數(shù)演化實驗研究[J]. 李效基,董一巍,殷春平,趙奇,尤延鋮. 中國激光. 2018(05)
[3]皮秒激光微納加工304不銹鋼形貌調(diào)控[J]. 謝志偉,董世運,閆世興,李恩重,汪宏斌,李重河. 激光與光電子學進展. 2018(03)
[4]基于正交實驗的SUS304不銹鋼激光打孔過程參量優(yōu)化[J]. 錢曉忠,王琪琪,任乃飛. 激光技術. 2017(04)
[5]飛秒激光成絲制備毫米級深孔[J]. 張艷杰,宋海英,劉海云,劉勛,李維,劉世炳. 中國激光. 2017(04)
[6]激光熱力效應對不同材料電化學刻蝕形貌的作用研究[J]. 張朝陽,馮欽玉,周建忠,蔡明霞,高鑫,吳升筌. 中國激光. 2015(05)
[7]光制造科學與技術的現(xiàn)狀和展望[J]. 王國彪. 機械工程學報. 2011(21)
[8]鎳基超合金激光打孔再鑄層及其控制研究進展[J]. 郭文淵,王茂才,張曉兵. 激光雜志. 2003(04)
碩士論文
[1]納秒激光薄鋁板精密打孔研究[D]. 熊厚.湖北工業(yè)大學 2016
[2]激光旋轉打孔技術的研究[D]. 王硯麗.華中科技大學 2012
[3]脈沖激光與水下金屬靶材相互作用力學效應的實驗研究[D]. 許健.南京理工大學 2010
本文編號:2909071
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