溶液輔助激光加工工藝的液層參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、溶液輔助激光加工以有效減少熱損傷以及較高材料去除速率正越來越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。在實(shí)際激光加工應(yīng)用中，水由于它的清潔性、方便性以及實(shí)惠性而受到廣泛應(yīng)用。水輔助激光加工分類較多，在水下激光加工中，水層太薄起不到冷卻的效果，水層太厚則會(huì)顯著降低激光能量，此外，水層流動(dòng)速度也會(huì)對(duì)激光加工造成影響。然而關(guān)于這方面的理論相關(guān)研究非常少，基本上都只是實(shí)驗(yàn)中會(huì)涉及到水層。本文基于這個(gè)現(xiàn)狀，對(duì)水輔助激光加工中液層參數(shù)的優(yōu)化展開研究，主要內(nèi)容如下：

2、r>　　（1）根據(jù)水下激光加工兩個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，建立封閉式水下激光加工模型和溢流式水下激光加工模型，分別對(duì)每個(gè)模型設(shè)置一系列水層厚度，并且兩個(gè)模型入口速度都設(shè)置為20m/s，利用FLUNENT軟件分別對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行分析。為驗(yàn)證文獻(xiàn)提到的兩層水層，建立水射流輔助激光加工模型并同樣用FLUENT對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析，并最終驗(yàn)證了結(jié)果。而從水層流動(dòng)的角度分析，得到封閉式水下激光加工下水層厚度為1mm最適合激光加工；溢流式水下激光加工下水層厚度對(duì)其激光加

3、工的影響很小。
　　（2）根據(jù)水層的仿真條件，利用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)硅片分別進(jìn)行封閉式水下激光切割和溢流式水下激光切割進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并分別得到切槽深度、切縫寬度和熱影響區(qū)與相應(yīng)的水層厚度之間的關(guān)系。結(jié)合水層仿真與實(shí)驗(yàn)，并且根據(jù)切割質(zhì)量的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)得出結(jié)論：封閉式水下激光加工下水層厚度為1mm激光加工質(zhì)量最好；溢流式水下激光加工下各個(gè)水層厚度對(duì)加工工件質(zhì)量的影響很小。
　?。?）為進(jìn)一步探究水層厚度對(duì)封閉式激光加工質(zhì)量的影響，建立了