激光切割工程陶瓷裝備與工藝研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、湖南大學博士學位論文激光切割工程陶瓷裝備與工藝研究姓名:洪蕾申請學位級別:博士專業(yè):機械制造及其自動化指導教師:李力鈞2000.8.1湖南大學機械制造及其自動化博士學位畢業(yè)論文摘要越快,越有利于減小熱影響區(qū),這些都對裂紋低減小和消除有利。但是,隨著占空比的減小和切速的增加,分離單位切口面積所需激光能量(比能)熱必增加。這對激光能量的利用是不利的。4脈沖激光切割過程的理論分析:針對汽化切割過程,考慮了切口燒蝕前沿的形狀對吸收的影響和切口的

2、幾何形貌,采用了一個簡單的二維模型,在能量平衡基礎(chǔ)上,建立了一個脈沖激光切割數(shù)學模型,分析了脈沖激光切割機理。在此數(shù)學模型基礎(chǔ)上進行數(shù)值計算,得到了在一定切割條件下的燒蝕前沿形貌,預測了此條件下單次走刀切割深度。得出結(jié)論:當切割速度較高時,切割較厚的工程陶瓷材料必須采用多次重復走刀工藝。s無損傷高效切割Si,N。陶瓷材料試驗使用有效平均輸出功率為350w,光束模式為近高斯模,脈沖重復頻率為20kHz,脈沖波形為一純尖峰脈沖后帶一尾部平臺

3、,主脈寬為1its脈沖峰值功率為10kW的CO:調(diào)Q脈沖激光器,并通過一焦距為150毫米的平凸透鏡聚焦,獲得實際聚焦光斑直徑為02毫米,焦點置于試件中心平面上,對Si,N。熱壓燒結(jié)陶瓷工具刀頭進行了切割裂紋和切割過程試驗。為獲得有一定效率的無裂紋激光切割,研究了裂紋長度、裂紋密度和所需比能與速度的關(guān)系,并對在一定速度下各次走刀所去除的材料質(zhì)量和切口深度等參數(shù)進行了測量。使用高速重復走刀切割工藝,采用兩種不同的切割方法一劃痕法和穿透切割法

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