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相似文献
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1.
采用掩膜电解加工单个微孔的方式研究加工参数对凹坑形貌的影响,该方法具有操作简易以及工件无内应力等优点。采用COMSOL软件对加工间隙的电场进行仿真分析,研究了掩膜电解加工间隙对阳极表面电流分布的影响。实验中采用光刻技术在阳极工件表面制作尺寸均匀的微孔,孔径500μm,厚度50μm,通过采用不同加工电解液,电解液浓度,加工间隙以及加工电压加工凹坑并研究不同条件对凹坑形貌的影响。实验结果表明:随电解液浓度、加工电压的增加凹坑的孔径和孔深都出现不同程度增加;随加工间隙的增大孔径增大程度减小,孔深没有一致规律;NaCl溶液加工的凹坑比NaNO_3出现杂散腐蚀严重。  相似文献   

2.
为了探究水射流引导激光(WJGL)技术在Inconel 718合金上制造沟槽结构的规律特征,在自行研发的水导激光设备上设计并进行了多组单因素实验,分析了水射流速度和激光能量密度对沟槽结构的深度、宽度以及毛刺尺寸的影响规律。实验结果表明,激光能量密度对沟槽结构尺寸的影响程度要高于水射流速度,在喷嘴孔径固定不变的条件下,激光能量密度和水射流速度对沟槽结构宽度的影响很小。采用孔径为0.5 mm的喷嘴,当水射流速度固定为60 m/s,激光功率密度为40 J/cm2时,获得最大沟槽平均深度为523μm;当激光能量密度为10 J/cm2时,获得最窄沟槽平均宽度为403μm;当激光能量密度为40 J/cm2时,获得最小毛刺平均尺寸为54μm。根据理论分析得出,水导激光技术去除Inconel 718合金的机制是通过激光烧蚀并熔化材料,水射流将熔融物冲刷去除。  相似文献   

3.
为了分析激光功率与水深对激光水下微孔加工质量的影响,利用纳米激光器进行了全面的实验研究。在黄铜(T1)、钢(S304L)和铝合金(1050)上进行了孔径为96μm的微孔加工,并对其加工质量指标:如孔径、孔深以及粗糙度等进行测量分析。实验表明,水环境可以有效调整激光对工件材料的作用,约束激光等离子体,防止材料的熔融涂覆,从而提高加工精度。最后,基于热力学及空化现象的研究,分析了水环境对加工质量的影响机制,提供了工艺编制的理论基础。  相似文献   

4.
飞秒激光烧蚀不锈钢的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
进行了飞秒激光烧蚀不锈钢(SUS420)的工艺实验研究。采用波长为780nm,脉宽为164fs,频率为1k Hz的飞秒激光照射不锈钢。对比分析了长短脉冲激光烧蚀不锈钢的作用过程,计算了单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值和烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数,研究了不同激光参数烧蚀不锈钢的工艺规律。结果表明:飞秒激光烧蚀金属材料的过程中对加工区域周围具有较小的热影响;单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值为0.25J/cm2,烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数为0.68;飞秒激光脉冲能量对烧蚀孔孔径的增加比较明显,脉冲数量对烧蚀孔孔深的增加比较显著。  相似文献   

5.
本文对空间碎片材料碳纤维的冲量耦合特性进行了实验研究。设计了脉冲激光烧蚀光斑尺寸测量分析方法,测量获得了不同激光能量下的烧蚀光斑尺寸。基于扭摆微冲量测量原理,测量纳秒激光烧蚀碳纤维T300的冲量,研究结果表明,在能量密度达到6 J/cm2之前,冲量和冲量耦合系数均迅速增加,当能量密度达到6 J/cm2后,由于等离子体屏蔽效应的影响,冲量增加变缓,而冲量耦合系数逐渐下降。此外,为了分析烧蚀羽流对冲量耦合特性的影响,计算了不同能量密度下的羽流透射率,计算结果表明,冲量耦合系数下降阶段对应着较低的羽流透射率,即该阶段产生了较强的的等离子体屏蔽效应。  相似文献   

6.
针对硅片具有反射率高、吸收率低等缺点,为了提高纳秒激光(波长为355 nm)在硅片上打孔蚀除材料效率,设计附加电流场装置,建立单脉冲烧蚀阈值模型,经过实验计算得到硅片烧蚀阈值为1.885 J/cm2。采用电流场辅助激光环切式进行硅片打孔,分别在激光加工次数和附加电流不同时做实验研究,当激光加工次数较少而附加电流较大时,激光加工的微孔入口孔和出口孔直径均显著增加,锥度减小,蚀除材料效率增大;当激光加工次数较多时,施加电流后由于多脉冲的累积效应,微孔直径变化不明显,这是由于附加电流场导致硅片内自由电子增多,更多的自由电子与激光光子发生碰撞,增加硅片对激光能量的吸收。实验表明,附加电流增加了硅片对波长为355 nm纳秒激光光子的吸收率,提高了硅片蚀除材料效率,也为高效率的纳秒激光加工硅片提供一种新方法。  相似文献   

7.
通过控制激光偏振与扫描方向,利用飞秒脉冲激光正交线扫描的微加工方式,在硅和不锈钢表面诱导出了规则分布的复合表面微纳结构并分析了激光能量密度对微纳表面结构形成的影响。实验显示:当激光的能量密度接近材料烧蚀阈值时,在硅表面诱导出了周期条纹嵌套纳米孔的双层复合二维结构,在不锈钢表面则诱导出了依赖于激光偏振方向的纳米点阵列分布,分析认为纳米点阵列是由周期条纹结构边缘发生断裂而生成的。另外,当激光的能量密度大于材料烧蚀阈值时,在硅和不锈钢表面会烧蚀出规则分布的微米级孔洞结构。实验结果表明:第一次扫描诱导出的表面微纳结构增加了对入射激光的吸收,促进入射激光与表面等离子体波的耦合,加强了后扫描的烧蚀效果,使得后扫描诱导出的微纳结构占主导。文中提出的正交线扫描的加工方式为微纳表面结构的制备提供了新的思路。  相似文献   

8.
三维激光烧蚀加工的试验研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
针对激光烧蚀加工出三维表面所存在的几个问题,即沿光轴方向的尺寸精度,必要的表面粗糙度和表面完整性,设计了一种扩束-无球差聚焦光路系统,并配合适当的激光焦斑峰值功率密度,大大改善了直接切削的尺寸精度,从传热学角度分析了激光烧蚀的能量传输,获得了对激光烧蚀过程的了解,以陶瓷为例的激光烧蚀实验证实了这一分析的正确性,从而为改善激光烧蚀加工的表面粗糙度提供了依据。  相似文献   

9.
针对新型材料2.5维碳纤维增强陶瓷基(Cf/SiC)复合材料采用传统机械加工难以去除加工的问题,采用纳秒激光烧蚀2.5维Cf/SiC复合材料,烧蚀后采用扫描电子显微镜观察其烧蚀孔洞形貌特征,并分析其烧蚀去除机制,讨论激光加工参数对烧蚀孔径的影响。研究表明,Cf/SiC复合材料的激光烧蚀区域出现烧蚀孔洞、重凝、纤维断口、末端气胀,以及长轴与纤维方向一致的椭圆形材料性能变化区域等烧蚀现象;激光烧蚀Cf/SiC复合材料过程中存在氧化的化学变化现象;烧蚀产生的孔径随烧蚀功率的增加和烧蚀时间的延长而增大,烧蚀时间和烧蚀功率均较大时,可能存在烧蚀孔洞被重凝材料堵塞或部分堵塞的情况。计算出纳秒激光的束腰半径为223 μm,纳秒激光烧蚀Cf/SiC复合材料的烧蚀阈值为0.32 J/cm2。  相似文献   

10.
飞秒激光加工SiC的烧蚀阈值及材料去除机理   总被引:5,自引:0,他引:5  
超短脉冲激光微加工技术以其独特的优势,尤其是对硬脆难加工类宽带隙材料的精密处理,而使其成为微结构加工中的研究热点.利用飞秒激光微加工系统对宽带隙材料SiC的烧蚀特性进行理论和试验研究.应用扫描电子显微镜、原子力显微镜和光学显微镜等检测技术对样品的烧蚀形貌进行检测,以分析烧蚀区域的形貌特征及微结构质量.依据烧蚀孔径和入射脉冲激光能量之间的函数关系,得出SiC材料的烧蚀阈值为0.31 J/cm2,并估算出光束的束腰半径为32 μm.研究脉冲数目、重复频率和入射激光功率等对加工微结构形貌的影响规律,根据试验参数加工出形状规则的微孔结构,并对微结构的烧蚀形貌及材料的去除机理进行分析,为实现微结构的精密加工提供了重要的指导.  相似文献   

11.
基于飞秒激光精修面齿轮时的能量累积效应,建立了光子-电子-晶格系统间耦合作用的三温传热模型,提出一种确定飞秒激光烧蚀齿面扫描路径间扫描间距的方法。仿真得出,能量密度为6.47 J/cm2时,平衡温度3200 K超过材料的熔化温度,热累积效应明显。根据不同的扫描间距计算激光累积强度,以控制凹坑烧蚀深度和轮廓。实验结果显示,能量密度为6.47 J/cm2时,随着扫描间距的减小,激光累积强度增大,齿面的烧蚀深度线性增大;扫描间距为25 μm时的齿轮表面加工质量良好。  相似文献   

12.
为了探索低成本、大深宽比加工方法,建立了实用的准分子激光微加工系统.以玻璃为实验靶材,用精密微动平台准确调节靶材位置,利用波长248nm的KrF准分子激光器,研究了准分子激光直写刻蚀过程中平均刻蚀速率与激光脉冲能量密度之间的关系.加工出的沟槽剖面形状均呈现锥型,单脉冲烧蚀速率随脉冲数的增加而减小,激光脉冲对材料的刻蚀具有能量阈值,加工槽的深度具有上限值.采用平行激光束或对加工过程进行动态控制还可实现矩形深槽或圆柱深孔的加工.  相似文献   

13.
微深孔的钻削加工   总被引:1,自引:0,他引:1  
钟书明 《工具技术》1991,25(4):32-33
<正> 在工件上加工很小的孔有几种方法,如精冲、电火花加工、激光打孔、光刻蚀、电解加工。上述每种方法都各有所长,也有其不足之处,且都不能加工特别深的微孔。当要加工此类孔时,只能考虑用微深孔钻削才能加工出圆度、表面粗糙度良好的孔,同时也可获得满意的加工效率。关于小深孔的概念,目前尚无明确的定义,但通常把直径小于1.00mm,孔深大于孔径10倍的孔认为是小深孔。钻削小深孔被认为是最困难的加工之一。  相似文献   

14.
介绍采用YAG激光在不锈钢上打孔,对孔深、孔径、孔口喇叭状进行数值解析,其中对激光的强度采用光线追踪法,对激光的热传导采用有限差分法处理,且对数值解析的结果和实验加工的结果进行了比较。  相似文献   

15.
经皮冠状动脉植入血管支架是解决心血管堵塞的主要手段.管状心血管支架主要采用纳秒激光加工,但存在热效应大、熔渣碎屑残留、以及复杂后处理等问题.因此,利用高重复频率红外飞秒激光对不锈钢血管支架进行加工,研究飞秒激光烧蚀作用机理,分析材料的去除过程,研究激光能量密度、平台进给速度、激光脉冲重复频率等加工工艺参数对加工表面的影响规律,研究结果表明:高重复频率低能量密度下飞秒激光加工具有良好的表面质量和加工效率;在激光能量密度、脉冲重复频率、进给速度、气体压力分别为1.99J/cm2、100 kHz、24.6 mm/min、0.1 MPa时,实现了热影响区小、无碎屑残留且没有重凝层的高质量血管支架切割,并且在其表面加工了直径为30 μm的储药孔.  相似文献   

16.
飞秒激光平面螺旋钻孔策略在灵活性、精度和工艺效率方面具有许多优势,可满足某型号航天发动机供油喷嘴直通孔的加工精度需求。因此,本研究采用飞秒激光平面螺旋钻孔方式,系统研究了激光功率、单层进给量、单层扫描时间、离焦量以及脉冲重复率之间的作用关系及对钻孔质量的影响。结果表明,离焦量对入口孔径的影响最为明显;对出口孔径和锥度影响较大的参数为功率以及进给量;对加工效率影响最大的参数为功率。根据上述影响规律进行调整,本实验成功在厚度为1.5 mm的GH3044板材上制备出孔径为390μm的通孔,出口入口孔径误差小于0.6μm、锥度小于0.5°。通过统计不同参数下微孔内壁粗糙度变化规律并以此对参数进行调整,有效地将孔壁粗糙度降低至Sa 0.6μm,满足工艺要求。孔壁形貌分析表明钻孔质量优良,随激光脉冲重复频率增加,孔壁附近组织逐渐粗化,但均无明显重铸层或热影响区,能够实现高精度微孔的相对“冷加工”。本研究为后续追求高雾化效果的异形孔的制备提供了理论依据。  相似文献   

17.
采用电火花在硬质合金YG6表面进行微孔化处理,利用UMT球-盘式摩擦试验机测试装填MoS2固体润滑剂后的微孔表面的摩擦磨损性能。结果表明:装填固体润滑剂MoS2的微孔表面具有良好的减磨和润滑效果。研究了不同孔径、孔径向间距以及孔深等尺寸参数对摩擦磨损性能的影响,得到了优化的表面微孔结构参数。  相似文献   

18.
通过冷等静压技术制备Zr O_2陶瓷生坯,并利用脉冲激光在陶瓷生坯表面制备微织构沟槽。探究激光参数对表面微织构质量的影响,并研究烧蚀区域的热影响区和激光烧蚀表面的微观形态变化。实验结果表明:通过激光加工可以在Zr O_2陶瓷生坯表面加工出深度30-50μm、宽度15-50μm质量较好的微织构沟槽;激光参数对表面加工质量有较大的影响,激光频率低于40Hz、功率低于6W和扫描速度高于200mm/s能够获得较好的表面质量;当激光频率高于60Hz、功率高于10W和扫描速度低于150mm/s时,在激光烧蚀表面容易形成烧蚀层,分析得知烧蚀层是由于在激光高温照射下Zr O_2颗粒的熔化和再凝固形成的。  相似文献   

19.
几乎在各个生产领域的产品中都能遇到微孔 ,且随着产品要求的提高 ,不仅仅孔径更小 ,孔深加深 ,而且对孔尺寸形状精度和表面粗糙度的要求也越来越高。几年来 ,遇到过很多小零件上都有这种微孔 (如图 1所示 ) ,零件本身的形体就很小 ,在其上还要钻出 Φ0 .1 0~ Φ0 .80 mm……的微孔。图 1 各种微孔加工图 1中的零件微孔是比较典型的 ,材料本身亦很难加工 ,如又硬又粘的不锈钢 ,极硬的高温合金和磁性材料 ,质硬而脆的琥珀、玛瑙等。在这些材料零件上要钻出微孔 ,其难度是可想而知的。曾用激光和电火花加工过这些微孔 ,但因孔的精度、表面粗…  相似文献   

20.
为研究超声振动透镜辅助对激光打孔加工质量和效率的影响,采用YLR-1000连续激光器和所设计的超声振动透镜辅助装置,以304不锈钢薄片为研究对象,分别在不同离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅情况下进行有无超声振动辅助激光打孔对比实验。实验采用VHX-1000E超景深显微系统对工件进行检测,并以孔径、热影响区半径、孔锥度、孔深和堆砌高度为主要指标分析实验结果。结果表明:超声振动透镜辅助可从总体上提高激光打孔的加工质量和效率。  相似文献   

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