基于等離子體電磁擴(kuò)散效應(yīng)的激光成孔工藝及實驗研究.pdf

1、激光先進(jìn)制造技術(shù)以其高效、自動、柔性等特點在加工制造行業(yè)中逐步取代傳統(tǒng)的制造工藝。激光成孔作為激光制造技術(shù)的基礎(chǔ)，在航空航天、車輛工程、醫(yī)療儀器等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。然而在利用激光進(jìn)行孔加工時，孔口及孔壁易產(chǎn)生飛濺、裂紋等缺陷，孔的質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的性能與使用壽命，開發(fā)輔助工藝提高激光成孔質(zhì)量，是當(dāng)前激光成孔領(lǐng)域研究的熱點。
　　本文針對激光成孔易產(chǎn)生缺陷的弊端，基于激光成孔的機(jī)理，結(jié)合帶電粒子在電磁場中運(yùn)動的經(jīng)典理論，開展了電

2、磁輔助激光成孔工藝的研究。本文的主要研究工作如下:
　　(1)提出了電磁輔助激光成孔工藝:首先，研究了激光成孔的基本原理，追蹤了單根光線在孔壁上來回反射的次數(shù)及路徑，提出了孔內(nèi)多重沖擊效應(yīng)的理論模型，分析了引發(fā)成孔缺陷的主要原因。其次，基于缺陷萌生的機(jī)理，提出了利用電磁場加速等離子體的擴(kuò)散進(jìn)而改善激光成孔質(zhì)量的新工藝，理論分析了利用電磁場加速等離子體漂移擴(kuò)散的可行性，并通過等離子體激光檢測法和殘余應(yīng)力測定法驗證了理論的正確性。最后

3、，建立了電磁輔助激光成孔理論模型，分析了靜、旋轉(zhuǎn)電磁場對激光成孔質(zhì)量的影響。
　　(2)設(shè)計了專用的電磁輔助裝置:基于提出的電磁輔助激光成孔工藝，設(shè)計了電磁場機(jī)械驅(qū)動和線圈驅(qū)動兩種方案。對機(jī)械驅(qū)動裝置進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計和制作，測定了裝置生成的磁場分布;對線圈驅(qū)動方案進(jìn)行了概念設(shè)計，為電磁輔助成孔工藝的工業(yè)應(yīng)用提供了參考。
　　(3)研究了電磁輔助激光成孔工藝對常用激光器成孔質(zhì)量的影響:利用自制裝置研究了電磁輔助工藝對工業(yè)上常用