透镜振动辅助激光加工技术研究

传统激光加工技术存在加工后的零件有热影响区、表面熔融重凝现象,影响加工质量,因此透镜振动辅助激光加工技术常作为一种改进的加工方法被研究。根据激光焦点处能量分布情况,通过仿真确定了影响激光焦点处能量分布的敏感方向为激光传播方向,从理论分析了透镜振动辅助激光加工和传统激光加工的加工区域及加工后表面形状不同的原因,最后根据理论设计的振动透镜辅助激光加工系统对不锈钢材料进行了钻孔加工实验,验证了理论分析。

超声振动透镜辅助激光打孔实验研究

为研究超声振动透镜辅助对激光打孔加工质量和效率的影响,采用YLR-1000连续激光器和所设计的超声振动透镜辅助装置,以304不锈钢薄片为研究对象,分别在不同离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅情况下进行有无超声振动辅助激光打孔对比实验。实验采用VHX-1000E超景深显微系统对工件进行检测,并以孔径、热影响区半径、孔锥度、孔深和堆砌高度为主要指标分析实验结果。结果表明:超声振动透镜辅助可从总体上提高激光打孔的加工质量和效率。

CO2激光器用聚光透镜

这是一种适合低输出到高输出激光的CO2激光器用聚光透镜，适用于4kW以上的高输出激光器到低输出激光器，光吸收率低，为0．19％，降低了热透镜效应，提高了加工材料的截面质量；减少了辅助气体，提高了切割速度和耐用性，寿命长；

CO_2激光切割若干质量控制因素与对策研究

结合实验数据分析了CO2激光切割中切割速度、激光功率、透镜焦距、辅助气体压力与种类、激光入射角、工件表面的逆反射、厚板切割与工件变形等若干质量控制因素,提出了相应的对策。

超声波辅助飞秒激光加工光纤材料的工艺探索

为了研究超声振动对飞秒激光微加工的影响,设计超声辅助装置,进行石英光纤材料的微结构加工试验。探讨不同功率的超声振动对材料加工表面质量及孔深的影响,明确超声辅助飞秒激光加工的作用机理。引入超声振动后,光纤侧面烧蚀的矩形槽壁面更为平整,残留碎屑明显减少,槽或孔的深度有所增加;在超声功率为30 W时,孔的锥度由7.34°减小到4.17°。结果表明,超声振动能有效改善材料加工表面质量,增加加工孔的深度,提高飞秒激光的加工效率,证明超声振动对飞秒激光加工具有明显的改善作用。

陶瓷基复合材料构件内嵌孔加工工艺研究进展

陶瓷基复合材料是一种典型的难加工材料,除了各向异性的特点外,其硬度仅次于金刚石和立方氮化硼。航空发动机热端部件内嵌孔(气膜孔等)是陶瓷基复合材料部件的基本结构,对陶瓷基复合材料构件制备成型和服役性能的发挥具有重要意义。本文给出了陶瓷基复合材料热端部件内嵌孔的分类及用于加工陶瓷基复合材料内嵌孔的方法,包括常规机械加工方法、超声振动辅助加工方法、激光加工方法等,阐述了上述加工方法的加工原理、工艺特征、工艺参数的选取及加工缺陷特征、形成机制等,给出了不同直径、深径比陶瓷基复合材料内嵌孔加工工艺的建议。

水环境下激光超声复合加工实验研究

提出并研究了水环境下激光超声复合加工方法,利用该方法对氮化硅陶瓷进行刻蚀加工,加工时对试样施以高频振动。通过实验对比分析激光能量、脉冲宽度、重复频率和超声振动功率等工艺参数对Si3N4在超声振动辅助与无振动辅助情况下激光刻蚀后的深度及表面质量的影响。研究结果表明,在一定工艺参数范围内,超声振动的加入可明显增加激光超声复合刻蚀的深度,提高光洁度及表面质量。

难加工材料场辅助超精密加工研究

场辅助超精密加工(field-assisted ultra-precision machining,FAUM)是一种先进的制造技术.基于传统的超精密加工技术,通过引入激光、超声振动和磁场等能场进行创新,实现了难加工材料纳米级甚至亚纳米级高精度制造.本文具体阐述了场辅助技术在切削、磨削和铣削等超精密制造领域应用的研究.通过分析加工表面质量、加工效率、切削力和刀具磨损等实验结果,与传统超精密加工技术对比,场辅助超精密制造技术具有明显优势.总结FAUM目前存在的不足及未来面临的挑战,为进一步发展多能场复合辅助超精密制造技术奠定基础.