水導(dǎo)引激光耦合機(jī)理及加工試驗(yàn)研究.pdf

1、水導(dǎo)引激光加工技術(shù)是一種新的復(fù)合加工技術(shù)，近年來(lái)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。其與普通激光加工相比較，有加工距離長(zhǎng)、熱作用區(qū)小、加工效率高和工件冷卻效果好等優(yōu)勢(shì)，已在微電子、醫(yī)療、航空制造等微細(xì)加工領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
　　本文在研究了高斯光束的質(zhì)量、水射流穩(wěn)定性原理、激光在水中的衰減原理及激光與材料作用原理等與水導(dǎo)引激光耦合機(jī)理相關(guān)的原理基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制作了水導(dǎo)引激光加工關(guān)鍵部件——耦合噴嘴裝置，并建立了水導(dǎo)引激光加工試驗(yàn)系統(tǒng)。在Lum

2、onicsJK702Nd:YAG固體脈沖式激光器上，采用單因素試驗(yàn)法分別對(duì)不銹鋼1Cr18Ni9Ti、鈦合金TC1、彈簧鋼65Mn、電木（酚醛樹(shù)脂）和單晶硅Si材料進(jìn)行了水導(dǎo)引激光打孔和切槽的試驗(yàn)研究。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：噴嘴直徑的大小受激光能量和光斑大小的制約，同時(shí)噴嘴直徑及材料也影響水導(dǎo)引激光的能量及加工質(zhì)量，試驗(yàn)中采用直徑為0.35mm的鈦合金TC1噴嘴，當(dāng)單脈沖激光能量達(dá)到一定值時(shí)，噴嘴被激光燒壞。采用直徑為0.18mm的

3、銅噴嘴，在適合的單脈沖激光能量下，加工出0.107mm寬的槽，槽寬均勻，表面熔渣少，熱影響區(qū)小。
　　當(dāng)其它試驗(yàn)條件不變時(shí)，噴嘴直徑越大，水導(dǎo)引激光能量密度越小，加工孔徑和槽寬越大，加工深度越淺，加工的表面質(zhì)量越差。孔深和槽寬隨加工時(shí)間的增加而增加，由于加工過(guò)程中水的冷卻作用，在加工到一定深度后，加工的速度會(huì)越來(lái)越慢。加工孔徑和槽寬隨單脈沖激光能量增加而增大。隨著加工間隙的增加，加工效率降低，加工間隙從22mm到32mm之間變化時(shí)