水辅助激光加工中射流流向对加工的影响研究

发布时间：2025-02-23 19:26

　　 水辅助激光加工中,水流状态对激光加工有重要影响。为了研究激光加工中不同水流状态对加工质量的影响,文章建立带切槽的水射流冲击模型,分析激光扫描方向与水流同向和反向对加工中流场造成的差异;通过对比试验,研究两种刻蚀方式对单晶硅切槽形貌和几何尺寸的影响,并分析差异产生的机理。研究结果表明,同向刻蚀模型中切槽截面中心上的总压强最小为2 941.970 Pa,远大于反向刻蚀;反向刻蚀模型在近壁面处的速度更大,比同向刻蚀大3.104 m/s。反向刻蚀比同向刻蚀的槽宽小约13.500μm且表面无熔渣堆积;反向刻蚀槽深明显大于同向刻蚀,并且此差距随激光功率增加而增加,在激光功率15 W时最大相差127.773μm;反向刻蚀切槽上表面的平均面粗糙为0.158μm,更接近基材未加工区域的0.141μm。模拟和实验的结果为进一步提高水射流辅助激光加工的切割质量提供了思路。

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引言
1 试验设计与方法
    1.1 试验装置
    1.2 材料与方法
2 两种水射流冲击模型数值模拟
    2.1 水射流冲击模型
    2.2 边界条件及求解设置
    2.3 仿真结果与分析
3 试验结果与分析
    3.1 切槽切面形貌差异
    3.2 切槽上表面形貌差异
    3.3 切槽几何尺寸差异
4 结论



本文编号：4034311