大功率CO2激光切割的初步研究

本文作者应用2-3千瓦大功率连续CO2激光对2毫米厚的低合金钢板及5毫米厚的不锈钢板进行切割，研究了激光切割的工艺参数，并比较了非稳腔输出的单模和稳腔输出的多模切割的结果。     

CO2激光切割对金属材料性能影响的研究

激光喷氧切割金属也是一种热切割工艺，虽然产生的热影响区较小，变形较小，但其毕竟会产生出一定的热影响区。为了保证某些产品另件的质量，例如航空产品，就需要研究切割材料的热影响区的大小，工艺参数，以及热影响区内材料性能的变化。     

激光切割板材表面质量研究综述

从激光切割的优点、表面质量内容及其影响因素和激光切割板材表面质量研究进展进行了综述,最后说明了激光切割板材表面质量机理的研究将更加深入和透彻,尤其对于激光切割动态行为和在线监测以及三维切割的研究将倍受重视。     

激光熔覆原位自生TiB2的工艺研究

采用固体YAG脉冲激光对预置一定配比的Ti/B混合粉末涂层进行激光熔覆,在TC4钛合金表面原位合成TiB2陶瓷增强相.利用X射线衍射、金相显微观察以及显微硬度测试等手段,分别对熔覆样品的物相、组织形貌和显微硬度分布特征进行了研究.实验结果表明,激光功率为64W(其中电流140A,脉宽8～10ms,频率12~15Hz),扫描速度1.O～1.2mm/s,离焦量2mm时,可原位生成TiB2陶瓷涂层.金相观察结果表明,熔覆层与基体结合处为波形界面,形成了良好的冶金结合.显微硬度沿截面纵向呈梯度分布,熔覆层的硬度较基底平均提高了3～4倍.     

CO2激光切割模切板的表面质量

为了评价CO2激光切割模切板表面质量,采用宏观、微观表面观察和碳元素含量测定这3种方法来研究CO2激光切割模切板表面附着炭层和激光功率、切割速度之间的关系。试验结果表明,模切板切割表面附着炭层的区域随着切割速度的降低而扩大;同一功率下,切割速度越大,切割表面条纹越明显,且随着切割速度的降低而逐步减轻直至消失;切割速度较低时,随着激光功率的增加,附着在表面的炭将减少;较高速度时,随着激光功率的增加,切割表面附着的炭层浓度相差不大,但是条纹不是很显著;顺着纹理方向的炭层沿着纹理方向平铺分布,垂直纹理方向的炭层呈蜂窝状分布,两者均存在有气孔,随着速度降低,网格间的气孔直径减小。该结果对分析激光切割馍切板表面质量是有帮助的。     

激光切割镍基合金的工艺研究

镍基合金是一种重要的航天航空材料,所以研究激光切割镍基合金的工艺参数对航天航空制造业有重要的价值。首先,采用正交试验法进行激光切割镍基合金,评估不同工艺参数的切割质量,直观分析优化工艺参数,得出优化值为80.175。然后,采用反馈式神经网络对切割质量进行训练拟合,预测17、18号样本的切割质量,误差百分比分别为3.14%、2.20%。最后,以此预测模型为基础,进行遗传算法的极值寻优,通过概率为0.4的交叉操作和概率为0.2的变异操作寻找种群范围内最优适应度值及对应变量值,此迭代进化过程为100次,得出的理论评分为89.076,验证试验得出的实际评分为89.150,误差仅为0.074。相比正交法直观分析优化,该方法只做少量试验样本,就可以快速找到最优工艺参数。     

CO_2调Q脉冲激光切割陶瓷材料的试验研究

用研制的机械斩光盘调 Ｑ Ｃ Ｏ２ 脉冲激光器,获得高峰值功率、短脉宽、高重复频率和适中的平均功率的脉冲激光输出。对以热压烧结 Ｓｉ３ Ｎ４ 为代表的工程陶瓷进行了切割试验,运用高速多次重复走刀切割工艺,获得了无裂纹的精细切口。     

双束CO2激光切割玻璃的实验研究

为了寻求更加有效的激光切割玻璃的方法,提高玻璃的切割质量,在激光热应力切割玻璃的基本原理的基础上,比较了单束聚焦CO2激光与单束非聚焦CO2激光切割玻璃的优劣,提出了双束CO2激光热应力切割的方法.先用一束低功率聚焦的CO2激光在玻璃表面划线.而后用非聚焦的CO2激光沿着该划线进行扫描,在热应力的作用下使玻璃沿着该划线分离,从而实现玻璃的切割.实验分析了单束和双束CO2激光热应力切割玻璃的切割效果.结果表明,相对于单束CO2激光切割的方法,利用双束CO2激光进行玻璃的切割,既可以保证切缝沿既定方向扩展又可以提高切面的光洁度,是一种比较理想的玻璃切割方法.     

CO2激光切割非金属材料工艺分析

本文将结合JSG—I型CO2激光切割机的研制和使用实践，在剖析CO2激光切割非金属材料的物理过程与大量切割试验数据的基础上，阐述基于高斯光束输出动特性的调焦原理与方法。分析了在激光功率和材料特性一定的条件下，调焦、切割速度、压缩气体成份与压力对切割深宽比、热影响区及切口光滑度的影响和相互关系。     

利用改进的人工神经网络优选激光切割工艺参数

在激光切割中,工艺参数的优化搭配直接影响切割质量.为了更好的选择出最优化的工艺参数搭配,本文利用人工神经网络分析方法,建立一个用遗传算法改进的人工神经网络模型,并在实际的应用中选出大量实际实验数据对其加以训练和验证.实验证明,该模型将遗传算法和神经网络的优点相结合,既克服了以往正交实验中存在的选出工艺参数准确度的问题,同时也克服了传统神经网络中易出现的局部最优和收敛速度较慢的问题,从而有效地解决了激光切割中各参数优化搭配的问题.     

CO2激光三维方位切割的人工神经网络分析

三维激光切割在汽车、航空航天工业等领域得到越来越广泛的应用。在三维激光切割过程中，由于三维工件的复杂性，切割头与工件表面保持垂直的同时，不可避免地要进行一些方位切割。为了定量地描述激光头的方位对切割质量的影响，采用10分制对切割质量进行量化，然后用人工神经网络的方法对结果进行分析。结果表明，用人工神经网络可以通过网络的训练和自学习，获得很多新的知识，用于指导实际切割。     

乙醇辅助激光烧蚀切割硅晶圆工艺

为了减小激光切割硅晶圆时的热效应,选择去离子水作为辅助液体进行激光切割实验,研究了水下切割时激光烧蚀激发气泡对硅片表面造成的不良影响。为解决水下激光切割进程中诱导气泡大面积粘结在硅片表面的问题,提出了去离子水混入乙醇溶液的实验方案,分析了水下激光切割中激光参数和乙醇浓度对切割质量的影响。实验结果表明,采用乙醇溶液作为辅助介质能明显减少粘结气泡的数量,减轻气泡破溃冲击带来的负面影响。实验采用乙醇浓度5 wt.%时切割得到的硅片比纯水中切割得到的硅表面影响区减小50%以上、切缝宽减幅约20%,有效提升了激光切割质量。     

自润滑衬垫激光切割工艺研究

为提高关节轴承润滑衬垫的切割加工精度,提出将激光气化切割技术应用于生产过程中,系统研究了激光切割衬垫的工艺步骤,主要内容包括衬垫的排版和定位方法、3种典型自润滑衬垫的激光切割参数以及衬垫切割后的检测要求,通过借助体式放大镜分析了衬垫切割后的缝隙、深度与不同参数之间的变化规律。最后,将激光切割的衬垫用于关节轴承进行成品验证。结果表明,使用计算机确定激光切割路线和排版具有排列紧凑、可视化方便、调整灵活、可重复调用、节约工时等优点;激光切割定位简易便捷;激光切割的效率与激光频率、激光走速负相关,与占空比正相关。得到衬垫激光切割的最佳参数：激光频率为20～30 kHz,激光走速范围为150～200 mm/s,占空比为50%,循环次数为满足质量要求且完全脱落的最小次数。     

激光熔覆TiB2增强Co基合金涂层的组织与性能

为了研究TiB2陶瓷颗粒对激光熔覆Co基合金层的组织及滑动磨损性能的影响,采用5kW CO2连续式激光器在低碳钢表面激光熔覆Co基合金层和TiB2/Co金属陶瓷复合涂层。结果表明,TiB2/Co金属陶瓷复合涂层主要由γ-Co,Cr23C6,TiB2,TiC,Co3Ti等物相组成;Co基合金涂层的典型显微组织主要由发达的树枝晶+枝晶亚共晶组织组成,TiB2/Co复合涂层的显微组织主要由“梅花状”枝晶+细小共晶组织组成;TiB2/Co金属陶瓷复合涂层的显微硬度及室温滑动磨损性能明显优于Co基合金涂层。这些结果对激光熔覆金属陶瓷复合涂层相关领域的研究是有帮助的。     

光纤激光切割碳钢的工艺研究

采用2kw光纤激光器对16mm以下Q235-A碳钢进行切割,以3mm及10mm为例进行工艺分析.在工艺优化后,对各样件进行分析.分析了焦点距离、激光功率、离焦量、气压各参数对切缝形貌,粗糙度、条纹的影响.结果表明,与传统的激光器不同,光纤激光切割3mm的碳钢一般为正离焦,切割10mm碳钢一般选择负离焦.切割薄板时,为了提高速度,一般选择高功率、高气压切割.切割厚板时,确保切面质量,一般选择高功率、低气压.