铝合金脉冲固体Nd：YAG激光切割及其对比试验

利用高功率脉冲固体Nd:YAG激光和空气等离子弧分别对4mm厚的5A06铝合金板材进行了切割试验.探讨了工艺参数对激光切割质量的影响,得出结论,激光功率、脉宽、频率和离焦量对切缝宽度影响较大,而切割速度、辅助气压的影响很小.通过光学显微镜和扫描电子呈微镜观察分析切缝宏观形貌及微观组织,结果表明,激光切缝窄钿平直,垂直度0.28mm,切面波纹浅,没有明显的热影响区;与空气等离子弧的切割效果进行对比,后者切缝较宽,大约是激光切缝的4倍,切面易氧化,波纹较深,且切割面有大量微裂纹存在.     

工艺参数对电火花电解复合加工过程的影响规律

采用电火花电解(EDM/ECM)复合加工方法进行割缝加工时,加工效率和割缝宽度作为评价复合加工割缝的两个重要指标,但在实际加工过程中往往难以同时达到要求。使用自行研制的水包油工作液,利用单因素法探究电火花电解复合加工时工艺参数(电流、脉冲宽度、脉冲间隙、电极盘转速)对复合加工效果的影响规律,并通过正交实验分析不同工艺参数对电火花电解复合加工的影响程度,确定最佳工艺参数组合。最终通过正交试验,综合考虑加工效率及缝宽这两个评价指标选择缝宽最优1 (A_1B_1C_3D_1),即确定工艺参数组合电流40 A,脉冲间隙10μs,电极盘转速400 r/min,脉冲宽度44μs为水包油工作液复合加工的最优参数。     

CVD金刚石膜激光平整化效率和粗糙度

对化学气相沉积(CVD)多晶金刚石膜进行激光平整化的正交试验,使用场发射环境扫描电子显微镜(SEM)进行形貌分析,激光共聚焦扫描显微镜测量线粗糙度Ra、面粗糙度S_a和切缝锥度,分析激光参数对CVD膜平整化的影响。结果表明：影响切缝锥度的因素依次为脉冲宽度、脉冲频率、进给速度和激光电流,影响线粗糙度Ra的因素依次为进给速度、激光电流、脉冲频率、脉冲宽度。正交试验优化后,当激光电流为64 A、脉冲宽度为400μs、脉冲频率为275 Hz、进给速度为100 mm/min时,可获得最佳的切槽表面形貌。采用该优化参数进行面扫描,测得面粗糙度S_a为11.7μm;进一步增加入射角度至75°时,面粗糙度S_a降低至1.9μm,实际去除效率达到1.1 mm³/min。     

水下50 m激光切割30 mm厚钢板特性

在模拟50 m水深环境下进行中厚板激光切割,通过切割的宽度和断面粗糙度研究了氧气压力、喷嘴到工件的距离、切割速度等对切割质量的影响.结果表明,氧气压力较低时,切缝底部无法割透,下半部分有较多熔渣相连.随着氧气压力增加,切缝背面排渣能力明显增强,切缝平直度增加.与大气中切割不同的是氧气压力增大,切缝壁面反而光洁.喷嘴到工件的距离对切缝各部位尺寸影响均不明显,文中取平直度最佳的范围2~4 mm.随着切割速度增加,切缝下部宽度减小最明显,切割断面纹理线发生弯曲,在水下50 m环境中,切割30 mm厚钢板,最快切割速度可达到2.0 m/min.     

圆坯电磁软接触连铸结晶器切缝参数的研究

研究了盖板、切缝数、切缝宽度和切缝长度等结晶器结构参数对部分切缝圆坯电磁软接触结晶器内部磁场分布和弯月面变形的影响规律.结果表明,对于部分切缝结晶器而言,结晶器口部有无盖板对其内部磁场分布和弯月面高度的影响不大;随着切缝数目增加,磁感应强度增大,弯月面变形增大,当切缝数由24增加到32时,磁感应强度峰值增加了32%,弯月面高度增加了110%;切缝宽度增大,磁感应强度略微增大,弯月面变形增大,当切缝宽度由0.3 mm增加到0.5 mm时,磁感应强度峰值增加了15%,弯月面高度同时增加;切缝长度增加,磁感应强度、磁场作用范围、弯月面变形都增大,当切缝长度由100 mm增到加130 mm时,磁感应强度峰值增加了28%,弯月面高度增加了155%.     

超高速旋转金刚石划片刀制造工艺的研究

刀具在进行超高速切削工件时,刀具结构上及切削参数的变化会对工件的质量产生很大的影响。在超高速切削机床上用其进行切削实验,对切削硅晶片的划片刀的车削工艺、电镀工艺和后续加工工艺进行研究,利用改变切削参数中的走刀速度,并对切削之后的工件切缝宽度进行测量,得出切缝宽度与走刀速度关系,得出优化的切削参数。     

切缝法对金刚石三维分布的影响

单层金刚石刀具使用寿命短,三维分布金刚石刀具不仅具有钎焊金刚石刀具优点,而且使用寿命大幅度提高。以三维分布金刚石为研究对象,探讨锯切钢缝对金刚石分布影响。结果表明:采用切缝法,金刚石以线条状分布于锯缝内,且在钎焊过程中可以有效控制金刚石上浮,均匀性参数达到ζ=1.00;在试验条件下锯缝内添加1层钢网较为合适。     

超大厚度电火花线切割理论研究

从电火花加工原理出发，用流体力学方法分析切缝中工作液状况，得出切缝中工作液状况与切缝宽度、切缝长度、电极丝的丝速以及工作液的粘度和工作液成分的关系。当工件厚度大于200mn。，电极丝运动产生的剪切流动是工作液在切缝中流动的主要因素。从上述分析出发，通过增加脉冲峰值电流的手段增加切缝的宽度，改善了切缝中工作液的状态，提高加工稳定性，实现对805mm厚的钢质工件进行加工。     

4130钢的CO2激光切割质量

研究了在CO2激光切割系统上切割的4130钢试样,以及功率和进给率对切缝宽度、表面粗糙度、条带频率和热影响区大小的组合影响.用回归分析研制了能描述独立工艺过程参数对激光切割质量影响的模型.对于试验的工作条件范围,观察到主要是功率影响切缝宽度和热影响区大小,而进给速率的影响是次要的.另一方面,表面粗糙度和条纹出现率受进给速率的影响最大.在低功率级时,可获得最小的切缝宽度和热影响区,并且进给速率的影响为中等.低进给速率可获得良好的表面粗糙度和低条纹出现频率.为了得到最佳的切割质量,切缝宽度、热影响区和表面粗糙度应保持最小.但是,在保持高生产率时不能满足符合这些要求的工作条件.     

硅晶圆分层划片工艺试验研究

目的优化硅晶圆划片工艺参数,提高划片质量。方法提出一种硅晶圆分层划片工艺方法,利用自主研发的精密全自动划片机,通过全因素试验,研究了主轴转速、进给速度和切削深度等工艺参数对分层划片与传统单次划片的工艺性能的影响,检测了崩边宽度、相对缝宽、切缝表面粗糙度,通过检测划片过程中主轴电流大小来间接反映切削力的大小。最后对分层划片工艺进行优化试验,得出最佳工艺参数组合。结果随着划片深度的增加,主轴电流增大,进给速度对主轴电流的影响较小,分层划片可以有效减少划片过程产生的切削力,提高划切效果。分层划片试验发现,随主轴转速的增加,相对缝宽增大;随进给速度增大,相对缝宽先减小后增大。进给速度为15 mm/s,转速为10 000 r/min时,相对缝宽最小,为1.048。随着主轴转速的增加,崩边宽度减小;随着进给速度的增大,崩边宽度增大。进给速度为1 mm/s,转速为25 000 r/min时,崩边宽度最小,为5.31μm。结论与传统单次划片方式相比,分层划片工艺能够得到更好的划片效果,可一定程度上降低崩边宽度,减小相对缝宽值,减少微裂纹,提高划切质量。