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DIN18CrNi18合金钢毫秒激光打孔孔型研究

文献类型:学位论文

作者SAAD NAWAZ
答辩日期2017
文献子类博士
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师虞钢
关键词激光打 ,离焦量 锥角 纵剖面 重铸层 Laser drilling defocusing length Tapper angle longitudinal profile recast layer
学位专业一般力学与力学基础
英文摘要

在现代制造领域中,相对于其他打孔技术而言,例如电火花线切割加工、切削、CNC、传统钻孔等,激光打孔是一项精确可控的打孔技术。与其他传统打孔技术相比,激光打孔技术具有尺寸精度高、孔型精确和加工效率高等优点,使其具有明显优势。由于电子、计算机、汽车零部件加工、重型机械、航空航天和通信等行业的快速增长,激光打孔技术在工业上得到了广泛应用。本实验研究了离焦量和其他工艺参数的影响、Nd:YAG毫秒脉冲激光打孔工艺的优化、工艺参数对进/出口孔型的影响、热影响现象以及辅助气体的影响。从实验上探索了18CrNi8激光打孔过程中的关键工艺参数,如不同离焦平面的脉冲频率、脉宽和气压等。实验结果表明,随着离焦量的增加,孔入口直径增加,然而当离焦量低于焦点时,孔径增加速度减小,并讨论了实验上观察到的不同进/出口直径增大和减小的趋势。激光束从垂直到锥形盲孔入口的离焦变化,可以获得最佳孔型(入口和出口)。锥角对孔型的影响体现在改变孔内的流体流动。本文研究了Nd:YAG毫秒脉冲激光打孔的工艺参数优化及其对进/出口孔型的影响。所使用的材料是应用于磨损和高温环境的材料,如涡轮叶片和燃料喷射喷嘴等。本文研究提高了圆锥角测量精度,并将测量结果与理论计算值进行比较。不同离焦平面下从直孔到盲孔的大量实验结果表明,可在入口和出口处获得最佳孔型。本文还获得了较低热效应的最佳参数组合,提高了工作效率。从热影响区、材料沉积、再铸层和碎屑形成等方面讨论了激光束的温度效应,并得到了获得低热效应、高质量孔的最佳参数的合。本文研究了直径为毫米级音速气流的不同气体的影响和行为。早期的研究表明,使用这种气体辅助射流有利于提高孔的圆度,但也降低了钻孔速度并增加了孔入口直径。本文从热影响区、氧化反应、在入口/出口的重铸层和出口处熔池喷溅等方面,研究了氩气、氮气和氧气的性能。辅助气体氧气的使用可以通过入射气体射流与熔融材料之间的放热氧化反应来提高打孔性能。

语种中文
源URL[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/78623]  
专题力学研究所_先进制造工艺力学重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
SAAD NAWAZ. DIN18CrNi18合金钢毫秒激光打孔孔型研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017.

入库方式: OAI收割

来源:力学研究所

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