海量微孔水辅助法皮秒激光加工技术的研究及应用

发布时间：2020-12-10 17:18

　　针对激光加工具有海量微孔的金属滤网时基板热变形严重,且所加工微孔锥度大、孔形一致性差等问题,提出了背面水辅助的激光微孔加工法。该方法利用水进入微孔的毛细现象,光在气液界面的反射、折射现象,激光辐照到水中产生的力效应、空泡效应,以及水的冷却作用,实现了提高微孔加工质量的目的。采用皮秒脉冲激光分别在无水和有水辅助情况下对不同厚度的304不锈钢板进行打孔试验,验证了背面水辅助激光加工法的可行性。试验结果表明:在相同的加工参数下,相对于无水激光直接加工法,采用背面水辅助法加工得到的微孔锥度降低了2°～6°,再铸层减少,热影响区减小,所加工滤网的变形量减小,微孔的一致性得到提高。最后采用正交试验优化的工艺参数,在60μm厚板材上实现了出口孔径为55μm的具有海量微孔的滤网的加工。 

【文章来源】：中国激光. 2020年03期 第114-121页 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

皮秒脉冲激光加工系统示意图

在激光打孔试验过程中,激光打孔的扫描路径为图2(a)所示的一系列同心圆。打孔时,激光光斑沿每个同心圆轨迹扫描,由内向外进行加工,从而实现先在工件表面得到一个微细通孔,然后再进行扩孔加工的目的。在试验过程中,为减小随机误差,在同一工艺参数下依次打4个孔,加工完成后进行超声清洗并烘干,然用CCD相机和扫描电子显微镜(SEM)观察微孔的形貌,用能谱仪(EDS)对孔内壁进行成分分析,之后测量微孔的出入口直径,测量方法如图3(a)所示,每隔45°测量一次,采用这种方法对每组孔进行测量,最后取平均值。此外,本文还对微孔的锥度进行了计算,锥度计算示意图如图3(b)所示,计算公式为

示意图。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2909071