激光热应力切割玻璃实验与分析

CO2激光器平均输出功率为100W时,通过聚焦光路在玻璃表面形成圆型的聚焦点。玻璃强烈地吸收10.6μm的激光,激光能量被玻璃表面15μm厚的吸收层吸收,形成局部的应力纹样分布(设定的切割线)。介绍了淬火气嘴将冷空气吹到玻璃表面对受热区域进行快速淬火;100W的激光能量照射玻璃表面,产生高于玻璃软化的温度;吹气冷却形成应力集中的热应力层,使玻璃从切开的断口沿切割线断开,断口光洁。实验证明,激光热应力切割玻璃的最佳速度是400mm/s。

工艺参数对陶瓷激光热应力切割质量的影响

建立了激光热应力切割有限元仿真模型,用于研究三维对称氧化铝陶瓷基片切割过程中的温度场和热应力场分布,以及激光功率、陶瓷厚度和切割速度等工艺参数对材料表面最高温度和应力的影响,并通过对比实验验证了该模型的正确性.结果表明,随着裂纹尖端的临界正应力增加,断裂表面的微裂纹加深,并引起材料表面的颗粒剥落,使得切割断面的粗糙度增大.

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。