激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷的可加工性研究.pdf

1、本文研究了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷時工藝參數對材料去除率的影響規(guī)律，建立了材料去除率回歸模型，并對回歸模型進行了分析。建立了激光輔助水射流沖擊陶瓷時的溫度場有限元模型，分析了溫度場分布規(guī)律。研究了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷時工藝參數對切槽寬度、切槽深度和熱影響區(qū)寬度的影響;以切槽深度最大為優(yōu)化目標，對工藝參數進行了優(yōu)化和回歸分析。證明了激光輔助水射流切割陶瓷等硬脆材料的可加工性。
　　實驗研究了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷時

2、工藝參數對材料去除率的影響規(guī)律。結果表明，氧化鋁陶瓷的材料去除率總體上隨著水射流壓強和激光泵浦電流的增加而先增大后減小，隨著焦平面位置的增加而變化甚微，隨著水射流偏置距離的增加而總體上呈減小趨勢;激光泵浦電流和水射流壓強的影響較大。建立了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷的材料去除率回歸模型，模型經檢驗后效果較好。
　　模擬研究了激光輔助水射流沖擊工件時的溫度場，揭示了模擬溫度場的分布規(guī)律。建立了激光輔助水射流沖擊工件時的溫度場有限元模

3、擬模型，研究了脈沖激光功率和激光脈沖頻率對模擬溫度場的影響。結果表明，工件表面溫度隨激光作用時間的遞增而呈鋸齒形狀變化，工件內部溫度場呈拋物線分布;工件內部溫度隨著脈沖激光功率和激光脈沖頻率的增加而增大。
　　研究了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷時工藝參數對切槽寬度的影響。結果表明，與激光切割氧化鋁陶瓷相比，激光輔助水射流加工技術切割陶瓷時增大了其切槽寬度，改善了切槽加工質量;切槽寬度隨著激光脈沖頻率、水射流沖擊角度和靶距的增加而增

4、大，隨著切割頭移動速度的增加而降低。研究了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷時工藝參數對切槽深度的影響。結果表明，切槽深度分別隨著切割頭移動速度和水射流沖擊角度的增加而降低，隨著激光脈沖頻率的增加而略有增大，隨著靶距的增加而先增大后降低。研究了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷時工藝參數對切槽熱影響區(qū)寬度的影響。結果表明，熱影響區(qū)寬度幾乎與激光脈沖頻率、切割頭移動速度、水射流沖擊角度無關，隨著靶距的增加而增大，隨著焦平面位置的增加而減小，隨著激光泵

5、浦電流的增加而略有增大或減小或不變。
　　以切槽深度最大為優(yōu)化目標，對工藝參數進行了優(yōu)化。結果發(fā)現，焦平面位置、偏置距離、切割頭移動速度、激光泵浦電流和水射流壓強的顯著程度依次降低;最佳工藝參數組合為:焦平面位置為-0.2mm、偏置距離為0.4mm、切割頭移動速度為1mm/s、激光泵浦電流為42A、水射流壓強為12MPa。建立了激光輔助水射流切割氧化鋁陶瓷時切槽深度回歸模型;回歸系數的顯著程度從大到小排序依次為焦平面位置、偏置距離