叠层材料激光环切制孔温度场仿真分析

为解决叠层材料激光环切制孔尺寸精度的问题，利用有限元软件对铝合金叠层材料进行激光环切制孔温度场仿真模拟，并通过APDL编程语言控制激光移动路径及激光参数。分析上表面的不同时刻和X-Z剖面的不同位置最高温度分布情况，研究了激光参数对孔位置和孔径值的影响规律，获得半径补偿量的大小。结果表明，在上表面中，随着时间推移，最高温度呈现缓慢的上升趋势且扩散面积逐渐增大，在X-Z剖面中，最高温度从上到下呈现递减趋势；随着激光功率的增加和移动速度的降低，入口孔径均大于出口孔径，孔的形貌呈现倒锥型，同时发现上出孔径均略小于下入孔径；在不同激光功率和移动速度下完成4 mm孔径时，半径补偿均在0.22 mm左右，可为实际激光制孔的半径补偿提供参考。