同轴水射流辅助激光加工效率及锥度试验研究
文献类型：期刊论文
| 作者 | 王斌; 王玉峰; 张广义; 张文武 |
| 刊名 | 中国机械工程学会特种加工分会
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| 出版日期 | 2017 |
| 页码 | 1 |
| 关键词 | 激光加工 同轴水射流 加工效率 锥度 热影响层 |
| 产权排序 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进制造技术研究所; |
| 英文摘要 | 激光加工利用高功率密度的聚焦激光束照射工件,工件材料被熔融或气化,实现工件材料的去除,具有速度快、效率高、精度好等优势。但是,激光与工件材料相互作用过程中产生的热量导致加工表面热影响层(HAZ)、再铸层等的产生,工件需要二次加工。本文研究了液体环境下同轴水射流辅助激光加工技术,探讨了其材料去除机理,建立了同轴水射流辅助激光加工试验平台,通过试验研究了激光能量、水射流初始流速及喷口与工件间隙对加工效率和锥度的影响规律,采用SEM对加工表面微观结构进行了检测。同轴水射流辅助激光加工技术中,激光光束通过水射流聚焦于液体环境中工件加工表面,其中激光光束与水射流同轴分布,水射流高速流向并冲击加工区域。通过控制激光光束或工件的运动轨迹可实现不同轮廓微细结构的加工。高速水射流可及时带走激光加工区域产生的热量、热熔渣等,获得表面清洁、热影响区小的加工表面。高速水射流可及时冲刷加工区域产生的光致等离子体、热熔渣等,减小等离子体对激光的屏蔽效应,提高激光加工效率。另外,液体环境中悬浮粒子(气泡、热熔渣、杂质等)对激光光束具有一定的散射效应,有利于减小激光加工产生的锥度。搭建了同轴水射流辅助激光加工试验装置,其主要包括:五轴运动平台、水射流与激光同轴耦合装置、高功率纳秒激光器、激光光束传输系统、去离子水增压系统、控制系统,精密水过滤系统等。为减小去离子水中杂质对激光传输效率的影响,试验系统采用去离子水与激光光束同轴耦合。本文通过试验研究了深孔加工效率、加工锥度随激光能量、水射流流速和喷口与工件间隙的变化规律,试验结果表明:同轴水射流辅助激光加工效率随激光能量、水射流流速的提高呈增大趋势,当喷口与工件间隙为3mm左右时加工效率较高;加工微孔的锥度随激光能量、水射流流速的提高呈减小趋势,随喷口与工件间隙的提高呈增大趋势,并当间隙大于5mm时,加工锥度基本保持不变。利用优化工艺参数,加工出锥度约2°,无热影响层、再铸层和微裂纹等表面完整性好的微孔。 |
| 公开日期 | 2018-12-04 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/16636]  |
| 专题 | 2017专题 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王斌,王玉峰,张广义,等. 同轴水射流辅助激光加工效率及锥度试验研究[J]. 中国机械工程学会特种加工分会,2017:1. |
| APA | 王斌,王玉峰,张广义,&张文武.(2017).同轴水射流辅助激光加工效率及锥度试验研究.中国机械工程学会特种加工分会,1. |
| MLA | 王斌,et al."同轴水射流辅助激光加工效率及锥度试验研究".中国机械工程学会特种加工分会 (2017):1. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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