水射流引导激光制造Inconel 718合金沟槽结构的研究 |
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引用本文: | 赵闯,赵玉刚,赵丹丹,孟硕,于翰林,李智豪,曹辰,张海云,孟建兵.水射流引导激光制造Inconel 718合金沟槽结构的研究[J].中国机械工程,2023(20):2403-2410. |
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作者姓名: | 赵闯 赵玉刚 赵丹丹 孟硕 于翰林 李智豪 曹辰 张海云 孟建兵 |
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作者单位: | 山东理工大学机械工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51875328);;山东省自然科学基金(ZR2019MEE013); |
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摘 要: | 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。
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关 键 词: | 水射流引导激光 Inconel 718合金 沟槽结构 激光能量密度 水射流速度 |
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