空化现象对水导激光微水束稳定性的影响研究

为了探寻空化现象对水导激光微水束稳定性影响,利用计算流体动力学的方法,分别在不考虑空化和考虑空化的情况下,对从典型喷嘴出射的水射流进行了数值模拟分析,研究了空化现象的产生机理及对微水束稳定性的影响。结果表明,在入口直径为0.1 mm、圆柱段长径比为1、上边缘锐利的喷嘴结构下,随着入口压力从0.2 MPa增大到16 MPa,水射流与喷嘴壁面分离后再次附着的长度逐渐增大,并且空化会导致该长度延长;在入口压力小于6 MPa的情况下,不考虑空化的水射流在稳定后会贴着喷嘴壁面流下,而添加空化模型使得水束形成翻转流。该研究对设计满足水导激光工艺的喷嘴结构有着重要的参考价值。

激光切割机新型防护材料及其自动化生产线

本文提出一种用于激光切割机的新型防护材料,该材料不仅拥有卓越的隔热和防激光击穿性能,同时还拥有超薄外形,专门用于激光切割机主机内部机架防护。同时,为生产该材料,设计专用成型压铸生产线,可一次性完成压铸与裁切,适用于企业批量化生产。

带同轴引气激光制孔中的气动特性分析

针对锥形激光加工器在航空发动机热部件冷却孔加工过程中的吹渣效果,研究了射流冲击孔板附近的流场特性及其影响因素。针对同轴高压气体撞击带盲孔平板的射流结构,采用数值模拟方法,分析了不同进气压力p_(int)(0.2~1.5 MPa)、射流间距H/De(3.6,5.6,7.6)和冲击角度α(30°,45°,60°,90°)对盲孔附近气体动力学性能的综合影响。研究结果表明,当H/De为3.6时,随进气压力的增大,盲孔附近的气体动力学性能呈现先逐步提高后剧烈下降的趋势,较好工作压力为1 MPa;当射流间距H/De达到5.6及以上时,适当地增大喷嘴压力可以提高盲孔附近气流的气动水平,但提升有限。随着冲击角度α减小,盲孔内流出质量流量逐渐增大,α为30°时较垂直射流提升约11倍,但在冲击表面上气体的剪切流动随冲击角度减小逐渐变弱。

激光熔化沉积30CrNi2MoVA温度场数值模拟研究

30CrNi2MoVA钢被广泛用于军工炮管制备,由于工作环境恶劣,其零件表面易出现磨损、裂纹等损伤,常采用激光熔化沉积技术(laser melting deposition,LMD)完成表面修复工作。LMD过程中的热行为决定了材料组织演变从而影响零件的表面质量及力学性能。基于ABAQUS搭建LMD过程30CrNi2MoVA钢的温度场有限元模型。研究LMD过程中温度场的分布以及加工工艺参数对温度场的影响,分析了薄壁件沉积过程中的热历史及传热特征,并设计了相关实验验证模型的适用性。结果表明:LMD温度场沿扫描方向呈对称分布,激光功率每增大100 W,熔池最高温度增加约40℃,扫描速度则相反。随着沉积层数上升,热积累效应增大,熔池峰值温度升高,冷却速度降低。

碳钢板激光切割工艺分析及优化

随着科技的不断发展,激光切割技术已经成为现代工业生产中不可或缺的技术之一,碳钢激光切割件加工技术也得到越来越多的应用。随着对加工工件的质量要求越来越高,对激光加工工艺进行优化以获得更高切割质量与切割精度的钢板具有重要意义。为了优化碳钢的激光加工工艺,文章以3 mm碳钢为对象,采用1500 W激光器系统,研究了激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力等切割参数对切割质量的影响。选取切缝宽度、表面粗糙度、挂渣高度作为评价切割质量的标准,综合分析工艺参数对切割质量的影响规律并研究了影响机理,同时通过卷积神经网络对数据进行预测分析,并采用带精英策略的非支配排序的遗传算法对工艺参数进行优化,获得辅助气体为氧气条件下激光切割碳钢的最佳工艺参数为P=1500 W、v=64 mm/s、F=2.6 bar、h=2.9 mm。通过实验发现优化后的切件切割面光滑,无挂渣现象且切缝宽度较小,达到预期标准。

碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在水导激光加工后,切缝表面和横截面存在热损伤,这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题,采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律,研究了沟槽表面和横截面的热损伤形成机理。研究结果表明:高激光功率、低脉冲频率和低切割速度可有效增大沟槽深度;激光与材料的相互作用和水射流的冲刷作用是形成沟槽表面热损伤的主要原因。在2 mm厚CFRP切割试验中发现:横截面热影响区宽度与纤维排布方向有关,0°碳纤维热影响区宽度最大,45°和135°碳纤维热影响区宽度次之且宽度相近,90°碳纤维热影响宽度最小;另外,提高水射流速度有利于抑制热影响区的扩展,水射流速度由80 m/s提高至120 m/s,最大热影响宽度缩小35.7%。

表面阳极氧化处理状态铝质标牌激光切割风险分析

为降低表面阳极氧化处理状态铝质标牌激光切割过程中的安全风险,保证标牌切割质量,对表面阳极氧化处理状态铝质标牌激光切割工艺进行分析。对表面阳极氧化处理状态铝质标牌激光切割过程中存在的风险进行辨识,并从切割质量、切割设备、切割粉尘、操作人员职业危害等方面制订有效的工艺措施。

数控激光切管机加工工艺专利导航分析

本文通过专利检索,对数控激光切管机加工工艺专利进行数据分析,从产业现状出发,研究数控激光切管机加工工艺专利的国内外发展情况,进行产品专利申请趋势和区域布局的挖掘,指引相关企业进行专利的布局与储备,同时避免专利侵权,助力企业快速发展。

喷嘴结构对激光切割断面特性的试验分析

为了进一步提高304不锈钢激光加工质量,本文搭建了激光切割试验台开展辅助气体切割试验,探究了不同辅助气体压力对端面粗糙度与熔渣面积的影响。结果表明,喷嘴结构改进后切缝中可以形成流速更高的气流,增强集束性,能够提高切割能力,熔渣面积能明显降低,切割断面的粗糙度略微增加。在0.6 MPa时,改进喷嘴比普通喷嘴的第二断面粗糙度增加了3.29%,熔渣面积减少了15.4%。

激光切割不锈钢断面特性的仿真研究

为了进一步提高不锈钢激光加工质量,本文以端面气流速度为评判指标,充分考虑了加工质量、喷嘴结构、辅助气体流场特性三者之间的耦合关系,在喷嘴外设挡气罩以优化气体流场,从辅助气体压力、喷嘴结构两个角度研究了激光加工过程的气体流动特性。结果表明,喷嘴结构改进后切缝中可以形成流速更高的气流,增强集束性,能够提高切割能力。

激光切割高频动态复合运动轨迹规划与控制方法

为提升激光切割的加工质量评价,提出一种激光切割高频动态复合运动轨迹规划与控制方法。首先,设计激光切割光学系统,实现激光焦点光斑在三维空间内的高频动态运动;然后,探讨激光焦点光斑不同维度的运动轨迹规划方法;接着,提出激光焦点光斑高频动态运动轨迹规划方法,并设计相应的激光切割驱动控制系统;最后,将该文方法与静态表面质量优先切割方法、静态最快切割方法进行钢板激光切割试验测试。试验测试结果表明,该文方法的切割速度为1 m/min、挂渣尺寸为0.9 mm、表面粗糙度为0.09 mm,其切割加工质量评价参数优于以上两种方法。

激光切割技术国内各领域的研究现状及展望

该文阐述了激光切割的相关机理及优势,并对激光切割在汽车、船舶、航天、医疗和核退役等领域的国内应用现状进行了阐述和分析;参考国外相关领域研究情况,对国内激光切割技术在汽车、船舶、航天、医疗和核退役等领域的发展方向进行了展望,为激光切割技术国内的研究和应用提供参考。

移动激光预切槽辅助TBM滚刀破岩的仿真研究

为提高全断面硬岩隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,以下简称为TBM)滚刀掘进寿命,文章提出一种TBM滚刀在移动激光预切槽辅助下破岩的方法,并在ANSYS中建立方案的有限元模型,对模拟环境下的移动激光切槽进行数值仿真,探究其切槽效果,同时分析不同激光功率、移动速度对切槽过程岩石去除效果、激光槽轮廓形貌的影响.结果表明:移动激光在一定功率和速度下能有效实现切槽;给定激光功率下,激光移动速度增加,槽宽与槽深呈递减的趋势;给定激光移动速度,激光功率增加,槽宽与槽深呈现递增的趋势;激光参数除影响槽宽和槽深外,还影响激光槽轮廓的完整性;对后续进一步把移动式激光集成到TBM滚刀上进行联合破岩仿真及实验具有参考性.

激光切割调高器微距测量传感器设计

该文针对现有的激光切割调高技术需求,提出一种基于电容器原理的非接触式微距测量方法,该方法是通过克拉泼振荡电路将激光切割喷嘴与工件之间形成的电容器电容信号调制转化为一定频率的高频正弦波信号,并基于电流反馈型的运算放大器和波形转化电路实现高精度、无失真、极低时滞的信号放大与波形转化。最后通过实验分析,该传感器满足信号输出稳定、重复性良好、分辨率高和量程合适等要求,达到激光切割调高技术需求的理想测距效果。

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。

紫外激光切割Si片的实验研究

报道了用 193nm准分子激光切割硅片的实验结果。采用柱透镜光学系统及“热劈裂法”获得小于 15 μm的切缝及小于 5

激光切割碳纤维复合材料的实验研究

为了获得激光切割参量对碳纤维复合材料的影响规律,利用额定功率为500W的毫秒脉冲Nd∶YAG激光器,分别进行了在空气中和水下切割碳纤维复合材料(CFRP)的实验研究。采用单因素实验法,考察了脉冲能量、频率、切割速度与气体压力等激光参量对切割质量的影响,获得了激光参量对切割CFRP材料切口的切缝宽度、正面纤维拔出长度、背面纤维拔出长度与锥角的影响规律,并对激光切割机理进行了分析研究。结果表明,水下切割能有效地减小激光切割产生的热影响区。这为继续开展激光水下切割CFRP的研究提供了参考。

激光切割金属厚板新技术

介绍了激光切割金属厚板的过程,分析了存在的主要问题及产生的原因,最后从激光器、聚焦光学系统以及辅助气流的改进等方面介绍了一些激光切割厚板的新技术,为进一步的研究和工业化应用提供了技术参考。

皮秒激光工程应用研究现状与发展分析

皮秒激光作为一种新型的能量源,具有皮秒级(?10 ps=10–11s)超短脉宽、重复频率可调范围宽和高脉冲能量等特点,有望实现包括硬脆性难加工材料在内的高精与高效兼顾的材料加工效果,在材料精细与微纳加工领域已逐步显露头角。介绍了皮秒激光与材料相互作用的基本特点和区别于其他类型激光加工的优势,总结综述近年来国内外皮秒激光在材料切割、选择性去除、深微孔加工和型面加工等几个面向工程实际应用研究的最新进展,对皮秒激光在工业领域未来应用中所面临的问题和发展方向进行分析与预测。皮秒激光的工程应用作为新型激光智能化制造手段之一将在高精高效机械制造领域具有广阔的应用前景。

TMEIC激光焊机氦气降本研究

氦气作为激光焊机焊接时重要的工作气体,控制其消耗量有利于降低成本。以氦气消耗量为研究目标,从氦气吹扫时间、工作头吹扫范围、气站二次减压等方面对TMEIC激光焊机进行了优化,降低了氦气的消耗量,并提高了焊缝质量,有效地降低了激光焊机氦气成本。