Si_3N_4陶瓷激光加热辅助引弧微爆炸加工温度场仿真

介绍了激光加热辅助引弧微爆炸加工技术,建立了温度场数学模型,使用有限元分析软件计算出了加工Si3N4陶瓷时的温度场分布,并研究了工艺参数对温度场的影响。仿真结果表明:用激光加热辅助引弧微爆炸加工使加工温度得到提高,从单独使用引弧微爆炸加工的12 600℃提高到14 381℃;其最高温度随着激光功率的增大而升高,随光斑尺寸的增大而减小,随激光加热点距引弧微爆炸加工点距离的增大先增大后减小,随进给速度的增大而减小。研究结果为揭示激光加热辅助引弧微爆炸加工机理和选择合理工艺参数提供了理论依据。

引弧过程的物理特征

利用光谱诊断系统对TIG焊接触引弧阶段进行了观测.发现了该过程中存在着贡献电子的主体电离元素的变换现象.在引弧初始阶段,金属元素是电子的主要贡献者,而后则以保护气体元素激发提供电子为主.文中应用Hα谱线的Stark展宽计算了引弧阶段的电子密度,并通过对引弧过程这一可重复弛豫现象的讨论,分析了该过程的统计规律性.文中同时进行了激光辅助引弧和MIG焊引弧的对比试验,观察到引弧过程中亦存在着类似前述的规律.结果表明,焊接引弧的这一物理特征具有认识上的普遍适用性.

激光加热辅助引弧微爆炸加工工程陶瓷的试验研究

为验证激光加热辅助技术改善引弧微爆炸加工质量和提高加工效率的可行性,探索加工工艺参数对加工过程的影响规律,设计了激光加热辅助引弧微爆炸加工试验系统,并通过试验研究了工艺参数对材料去除率和崩碎的影响规律。试验结果表明:激光加热辅助引弧微爆炸加工陶瓷可以提高材料去除率,改善崩碎情况;加工效率随激光功率的增加而提高,随光斑尺寸的增大而降低,随距离的增加先提高后降低;崩碎随激光功率的增加而减少,随光斑尺寸的增大先减少后增多,随距离的增加先减少后增多。研究结果为激光加热辅助引弧微爆炸加工机理的研究和工艺参数的优化提供了参考依据。