使用长脉冲高能激光对石英玻璃打孔

为了实现玻璃上的高效快速打孔,研究了使用长脉冲激光在石英玻璃上打孔的方法.通过在玻璃表面镀制ZrO2,解决了石英玻璃对1 064 nm激光吸收弱的问题.使用脉宽为1 ms,波长为1 064 nm的Nd:YAG激光在石英玻璃上打出了深为1.55 mm的锥形孔.研究了激光打孔的能效比,结果显示,当激光的能量密度为6.8 k...     

毫秒脉冲激光倒置打孔数值模拟

针对微孔加工中常出现的喷溅物附着在工件表面的问题,开展脉冲激光倒置打孔的研究。基于流体力学和热传导理论建立一个二维瞬态非等温层流模型,模拟倒置情况下毫秒脉冲激光在304L不锈钢上打孔的过程。采用显热容法处理材料相变潜热和非线性的热物性,提高了模型的准确性和收敛性。模拟结果表明,倒置打孔不仅能够帮助排出熔融物,还能够充分利用激光能量将材料加热至熔融和汽化。     

可测量连续、脉冲激光功率的手持式激光功率表

本文介绍一种可测量连续、脉冲激光功率的方便型仪表的设计原理，标定方法。其测量范围由50W到10kW，可测波长覆盖CO2激光器、YAG激光器，是激光加工应用中必不可少的实用工具。     

激光精微打孔工艺

在金属和非金属材料上用激光加工精微孔越来越受到广泛重视，并已日益推广。但在实际操作时，对激光精微打孔步骤以及激光能量参数、聚焦参数、加工参数的选择原则与方法处理不当，而达不到所要求的精度和表面质量。我校曾在一种特殊不锈钢零件上加工φ17μm的精微孔，深0．3～     

提高脉冲激光打孔质量的措施

分析JG-2A型脉冲激光器打孔过程中存在的质量问题及其影响因素。同时提出了改善打孔质量的措施：（1）根据最小二乘法原理建立脉冲激光能量经验公式来选取工艺参数；（2）谐振腔超声调制法；（3）材料的热吸收效应法。在实际应用中，打孔质量明显改善。     

长脉宽脉冲激光硅片弯曲成形试验

利用毫秒脉宽Nd:YAG激光对硅片进行了弯曲试验,给出了长脉宽脉冲激光弯曲硅片的能量阈值条件。研究了长脉宽Nd:YAG激光脉冲频率和脉冲宽度参数对硅片弯曲角度的影响,同时说明了脉冲频率和脉冲宽度参数对弯曲角度的影响可以转换成扫描速度和功率密度对弯曲角度的影响,并对试验结果进行了分析,引入了脉冲占空比来表征能量的时域分布对弯曲现象的影响。试验结果表明,采用毫秒量级脉冲激光可以对硅片进行弯曲加工,弯曲角度可达20°以上。     

毫秒激光金属打孔的解析和实验

研究了用毫秒脉宽的长脉冲激光单个脉冲打深孔的成形过程和打孔速率.首先,由切割法得到了1 ms脉宽的Nd:YAG高斯激光对厚铝板打孔时孔的形貌,激光能量为7.9和28.9 J时,对应的孔深分别为1.849和2.975 mm.根据实验建立了轴对称模型,通过热传导方程得到了固相温度的解析解.然后,假设物质一旦熔融就离开孔,由...     

水松纸激光打孔控制系统设计

对水松纸激光打孔控制系统进行了研究,其主要由触摸屏和PLC、激光控制、多棱镜控制、张力控制、水松纸卷绕控制等5部分组成.采用触摸屏完成各种操作、参数设置、参数和状态显示等;PLC完成对各种I/O信号的处理、故障自诊断和联锁保护;多棱镜控制用于将连续激光转换成脉冲激光束;张力控制主要用于根据不同型号的水松纸预置一个合适的张力;水松纸卷绕控制主要用于打孔过程中线速度和张力恒定.讨论了各控制部份的详细实施方案,并对有些方案作了分析和对比.经多年实际应用,本控制系统完全能满足线速度600 m/min以下水松纸激光打孔要求.     

陶瓷喷嘴Nd:YAG激光精密打孔应用研究

通过在陶瓷喷嘴上进行激光打孔的多种工艺参数试验，分析了激光能量、脉冲宽度和激光频率等对打孔质量的影响，摸索出了一套切实有效的激光打孔工艺参数，较好地解决了小孔锥度问题，加工出了合格的陶瓷小孔样品。并对激光加工工艺参数进行了多因素分析，探讨了多种加工工艺参数对加工小孔锥度的影响。     

基于遗传算法的激光打孔路径优化

针对目前激光打孔过程中存在的问题,采用遗传算法对激光打孔路径进行优化.建立了路径优化目标函数模型,对激光打孔路径优化总体设计,遗传算法的实现所需要的适应度函数、选择算子、交叉算子、变异算子等遗传操作进行了说明,并通过实例说明,采用遗传算法对激光打孔路径进行优化,可以显著地提高激光打孔加工效率.     

CAx Process Chain for Automated Laser Drilling of Tool Molds

Rotation sintering, also known as slush molding, is used to manufacture molded skins, such as dashboards or door interior panels for cars. At present, approximately 80% of such molded skins are manufactured using electroforms to achieve the complex free-form surfaces, and surface structures, such as leather graining that the industry demands. The manufacture of these electroforms is, however, time-consuming and expensive. This project aims to replace conventional electroforms with laser-drilled molds. Holes in tool molds should be drilled by using laser radiation as part of an automated process. The system consists of a robot with a fiber-laser beam source. A CAx （computer-aided x） process chain has been developed for this purpose in which the CAD （computer-aided design） data of the tool molds are processed, drill hole fields generated, and a machine-specific RC （robot control） program created. Process-specific fundamentals, such as suitable process windows and process control, have been devised to manufacture holes using fiber laser radiation The advantages of the new laser-drilled tool molds may result in substituting them for conventional electroforms, allowing old markets to be re-entered or additional markets to be created and targeted through new molds or lower costs.     

涂层高速钢钻头钻削奥氏体不锈钢的切削性能研究

从不锈钢材料的应用和切削加工现状出发，针对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的切削加工性能进行了试验分析，通过用TiAlN涂层和TiN涂层高速钢钻头进行钻削对比实验，研究了钻削速度对切削力、扭矩、切削温度，刀具磨损的影响，并获得了能够保证对该材料进行高效高精度钻削的合理工艺参数。     

三种涂层钻头钻削不锈钢的切削性能研究

以轴向力和扭矩为判据比较分析了三种涂层高速钢钻头钻削不锈钢时的切削性能。试验结果表明 :TiN表面多层涂层钻头钻削效果最好 ,TiCN表面多层涂层钻头次之 ,TiN单层涂层钻头钻削效果最差。同时发现 :不同涂层钻头钻削不锈钢时产生的轴向力和扭矩值随进给速度的增加而增大 ,但在固定进给速度 (0 .12mm/r)、改变转速时 ,三种涂层钻头的轴向力与扭矩值在转速为 1.4r/s时最小 ;转速增加至 2 .0r/s时轴向力和扭矩增至最大 ;转速继续增加至 2 .6r/s时轴向力与扭矩值开始下降     

AISI 304不锈钢的车削加工

针对AISI 304奥氏体不锈钢的特点,分析了AISI 304不锈钢材料的物理性能和切削加工性能,从刀具材料、切削用量和冷却液的选择等方面研究了AISI 304不锈钢车削加工的影响因素,通过合理选择和优化相关参数等方法有效解决了AISI 304不锈钢的加工难题,获得了较好的车削加工效果,提高了生产效率。     

不锈钢钻削中提高钻尖断屑性能的试验研究

群钻钻尖用于不锈钢钻削,有较好的排屑性能,但是难于实现三段切屑分别断屑。通过实验研究发现:选用合理的切削刃几何参数,充分利用各段切屑之间的相互作用力,可以显著提高断屑效果,从而延长刀具寿命,提高效率。本文介绍试验过程、结果以及对不锈钢钻削断屑机理的进一步认识。     

基于Design-Expert V7设计的不锈钢激光非熔透搭接焊工艺优化研究

在保证焊接接头的力学性能的前提下,采用Design-Expert V7软件对厚度为0.8 mm/1.5 mm的SUS301L奥氏体不锈钢激光搭接焊接试验进行设计,并通过优化焊接参数来减少焊缝背面微凸变形。为了获得最佳的激光焊接工艺参数,建立一套与每个焊缝特征相关的焊接参数的数学模型。并通过验证试验检验所建立的数学模型的准确性,其误差范围小于5%,可以被用于后续的优化分析。根据优化方案得到最佳的焊接条件是激光功率、焊接速度、激光入射角度和离焦量分别为3.50～3.79 kW、7.40～8.00 m/min、65°和0 mm。同时,通过试验研究和优化分析得出,离焦量只对最优区域的偏移有影响,对最优区域的宽度影响不大,而激光入射角度对最优区域的偏移和宽度均有较大影响。     

不锈钢板激光光束摆动叠焊工艺研究

采用光纤激光器和D50摆动激光头进行不锈钢板激光叠焊工艺研究,分析了5种激光光束摆动方式对焊缝成形和气孔率的影响规律,并对直线形光束摆动方式下的焊接工艺参数进行了优化。研究结果表明：相对于常规激光焊接,5种激光光束摆动方式焊接均能有效增大叠焊板结合面熔宽,并可抑制焊缝气孔的产生。在直线形光束摆动方式下,随着激光功率增大或焊接速度减小,焊缝熔深和结合面宽度均增大;随着摆动频率增大,熔深则相应减小;随着摆动振幅增大,焊缝截面形状由丁字形向椭圆形、梯形转变。当激光功率、焊接速度、离焦量、摆动振幅和摆动频率分别为3 kW、2.4 m/min、5 mm、1.5 mm和300 Hz时可获得成形好、气孔较少、剪切强度较高的叠焊接头。     

航空15-5PH不锈钢钻削参数优化

针对15-5PH不锈钢难加工问题且存在信息封锁的特点,开展其钻孔试验研究,并构建了以主轴转速、进给速度及孔深为变量的孔径预测模型。同时基于遗传算法,通过300步的迭代得到了机床主轴转速和进给速度的最优值。最后对圆整后的优化结果进行了试验验证,体现了预测和优化方法的准确性和合理性。     

钻削高锰钢新钻型试验研究

在难加工材料高锰钢钻削过程中,刀具破损严重,通过试验研究发现,改进刀具切削刃的形状,可以提高刀具寿命,提高生产率。利用8901F数字三相电参数测量仪测量钻削功率,结果表明改进的刃形在高锰钢钻削过程中钻削功率明显降低。     

焊接参数对304不锈钢激光焊接温度场分布特征的影响

采用红外热像测量的方法,跟踪拍摄304不锈钢激光焊接的过程,研究激光焊接参数对304不锈钢焊接温度场特征的影响。试验结果表明,激光功率一定时,随焊接速度的减小,熔化区域的长度和宽度增大,但温度场分布的基本特征未变;焊接速度一定时,随激光功率的增大,焊缝正面温度场的整体温度升高,特别是熔池后端次高温区的温度显著升高和面积显著增大,但温度场分布的基本特征未变;输入线能量相近时,高功率/高速度组合的“小孔”区域温度较高,低功率/低速度组合的次高温区域的温度较高、面积较大,但是后端焊缝区域的温度较低。