超短脉冲激光制备精密微孔的技术研究

发布时间：2024-02-14 21:42

　　航空航天工业、汽车工业、电子工业,是我国的支柱产业和高新技术产业。随着航空发动机和机动车喷油嘴性能的不断提高,在某些部件的机构设计上要求采用群孔排布结构,同时又要求这些微孔精度高、孔型好、侧壁光滑、无重铸层和微裂纹。传统的电火花和机械车床加工方法以及毫秒、纳秒级的激光钻孔技术已经无法满足这些工艺要求,迫切地需要更精细和先进的钻孔技术。本论文在对传统钻孔技术和现有激光钻孔技术的研究基础上,探讨了一种较先进的激光钻孔技术。论文从理论和实验两方面开展了超短脉冲激光对于高反金属材料制孔技术的工艺研究,分析了超短脉冲激光与材料相互作用的机理,通过多种对比实验,最终选择皮秒激光作为加工光源,并搭建了一套基于Dove棱镜的旋光系统进行钻孔实验研究。研究的目的是突破传统冲击钻孔和一般振镜旋光钻孔的局限性,实现更高质量的钻孔工艺,具体研究内容包括以下三个方面:第一,调研了目前应用比较广泛的几类微孔加工技术,如:电火花制孔、高功率、长脉冲及纳秒激光钻孔等。通过激光与材料作用的理论研究结合实验结果,分析了光与材料的作用机理、表面质量的变化规律,揭示激光冲击钻孔的原理和局限性。本论文通过对比实验,指出了旋光钻...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２电火花原理??

?铜，钨?０．２５－２０?＜?１５０ｍｍ?＞８?０．０５??长脉宽冲孔?纳秒级以上?０．３?１ｍｍ?＞１５?０．０１??超短脉冲旋切?皮秒级脉宽?０．０５?１ｍｍ?＞２?无??表１．１微孔加工工艺方法对比分析??由上表可以看出，超短脉冲旋切钻孔在加工精细度、重铸层控制方面均有绝对....

图１．３?ＥＤＭ加工产生的重铸层??，

第一章绪论?超短脉冲激光制备精密微孔的技术研宂??图１．３?ＥＤＭ加工产生的重铸层??由于ＥＤＭ本身的特点，在加工过程中也具有一定的局限性：（１）主要是针对金??属等导电材料的加工，对于具有陶瓷涂层的复合材料无法加工；（２）处理速度慢，所??以在较厚的材料上打孔成本昂贵；（３）有....

图２．１激光与材料作用模型??

的质量及其传播??过程和热在材料中的传输过程的依赖性：激光通过扩束镜扩束后再聚焦，可以得到很??小的光斑，聚焦光斑的大小和质量决定了激光在微孔加工中的应用潜力；相较于一般??钻孔加工中使用的刀具、钻头等，激光光束具有良好的可重复性。激光对材料实现加??热的作用，部分被加热的材料处....

图２．２金属反射率与波长的关系［２５］??根据公式（２－１），一般的金属材料，由于反射率较高，所以金属村料对激光并没有??

第二章激光打孔的理论分析?超短脉冲激光制备精密微孔的技术研宂??２．１激光与物质相互作用的机理??激光和物质相互作用过程，包括材料对光的吸收、光在材料中的传播以及材料对??光的反射等，当激光作用到金属材料表面的时候，其能量的传递和转换是遵循能量守??恒法则的，艮Ｐ：??Ｅｑ?＝?....

本文编号：3898663