固体脉冲Nd:YAG激光切割合金的工艺研究

发布时间：2021-07-21 04:35

　　本文基于2198铝锂合金,通过正交试验,对固体脉冲NDYAG激光切割2198铝锂合金的工艺进行了研究,选取切割速度、激光功率、焦点位置、氮气压力等有代表性参数进行单因素试验,得出辅助气压1.65 MPa、离焦量-1.55 mm、切割速度3.2 m/min、激光功率1 005 W为连续激光模式下的优化参数。选取五因素四水平进行正交试验,分析脉冲频率、切割速度、辅助气体压力、占空比对切割质量的影响,正交试验表明,对于表面粗糙度而言,最佳工艺条件为:速度为2.0 m/min、切割频率为155 Hz、占空比为82%、氮气压力为1.85 MPa;对于挂渣高度来说,最佳工艺条件为:速度为2.0 m/min、切割频率为205 Hz、占空比为87%。 

【文章来源】：应用激光. 2020,40(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

激光切割原理示意图

表3 切割系统性能参数Tab.3 Performance parameters of cutting system 参数 最大能承受激光功率/kW 最大能承受辅助气压/MPa 焦距调焦/nm 焦距准直/mm 通光口径/mm Z轴浮动范围/mm Z轴浮动最大速度/(mm/s) 数值 7.5 2.48 100.5 100.5 25.4 0.3～10.2 176.2对于脉冲激光,单脉冲能量为Qa,激光平均功率为Pa,脉冲宽度为Th,峰值功率为Pp,脉宽比为Cd,脉冲频率为f,关系表示如下

由于国内目前尚无激光切割质量评定的统一标准,本研究基于德国TRUMPF公司的切割质量评估标准,对挂渣高度、切缝宽度、切割面粗糙度、割纹形貌、热影响区尺寸等切割指标进行测量和评价。采用游标卡尺测量挂渣高度Sh,精度为0.02 mm,根据切缝挂渣,选取有代表性的三处位置测量高度,统计结果为三处的算术平均值。测量切割表面粗糙度时,以一定压力将粗糙度仪传感器探头置于被测表面进行等速滑行,当传感器探测到表面凸凹变化时,输出电信号,从而得到粗糙度值,使用BY-1型便携式粗糙度测量仪,佰亿计量检测仪器有限公司制造,采样总长为2.55 mm,量程选取μm档,采样段数为5,图3为BY-1型便携式粗糙度测量仪。3 试验结果与分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]交互作用优化激光切割镍基合金工艺参数[J]. 于天驰,陈宇翔,岳鑫,梁志军,金家成.  激光与光电子学进展. 2018(02)
[2]2A12铝合金切割工艺参数分析与预测[J]. 赵晋平,彭玉海,南永博,邢思,柴新宁,孙允璞.  陕西理工学院学报(自然科学版). 2017(02)
[3]激光切割工艺参数对切割樟子松切缝效率的影响[J]. 赵洪刚,刘彦龙,孙耀星,乐磊,吴俊华.  南京林业大学学报(自然科学版). 2016(06)

硕士论文
[1]轻质合金光纤激光切割工艺研究及其回归分析[D]. 顾云泽.华中科技大学 2015



本文编号：3294321