電解液射流輔助激光微細(xì)加工技術(shù)研究.pdf

1、激光加工過(guò)程中，高功率、高能量的激光光束聚焦照射在材料表面，致使材料迅速熔化、汽化脫離材料表面，達(dá)到加工目的。激光加工具有加工效率高、無(wú)接觸式加工、加工材料廣泛等特點(diǎn)，但傳統(tǒng)激光加工方式會(huì)不可避免地產(chǎn)生再鑄層、微裂紋及熱影響區(qū)高度集中等加工缺陷，降低了微結(jié)構(gòu)的加工表面質(zhì)量和使用壽命。本文提出電解液射流輔助激光微細(xì)加工技術(shù)，該技術(shù)將激光束與腐蝕性電解液射流束同軸作用于工件，在激光作用的同時(shí)腐蝕性電解液射流不斷對(duì)加工區(qū)域進(jìn)行沖刷、冷卻和微腐

2、蝕作用，可以降低再鑄層厚度、減少微裂紋數(shù)量、消除熱影響區(qū)高度集中現(xiàn)象。具體研究?jī)?nèi)容為：
　　本文首先分析了激光加工中再鑄層產(chǎn)生原因，研究了電解液射流輔助激光微細(xì)加工中涉及的材料去除機(jī)理和激光耦合電解液射流束機(jī)理；研究了電解液中激光的吸收理論、散射理論，并進(jìn)行了兩種波長(zhǎng)激光(532nm、1064nm)在不同濃度、溫度、流速的動(dòng)態(tài)弱酸性電解液(NaHSO4、HF)中能量衰減性規(guī)律的試驗(yàn)研究，為復(fù)合加工中電解液工藝參數(shù)的選取提供了參考依

3、據(jù)；建立了電解液射流輔助激光打孔加工中流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，并利用有限元差分法在fluent14.0、ANSYS軟件上對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行迭代計(jì)算，得到了孔的演變過(guò)程及仿真加工工藝參數(shù)對(duì)孔形的影響規(guī)律，利用仿真加工參數(shù)進(jìn)行實(shí)際復(fù)合加工打孔，對(duì)比孔的外觀及尺寸，兩者一致性好，驗(yàn)證了本文仿真的有效性；對(duì)比了不銹鋼材(1Cr18Ni9Ti)和單晶硅材料(Si)在空氣中激光加工、水射流輔助激光加工和電解液射流輔助激光加工孔的形貌及再鑄層，驗(yàn)證電解液