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水射流激光加工对7075 铝合金影响规律的试验研究

2021-11-05张文武张广义

电加工与模具 2021年5期

王 吉,张文武,张广义,潮 阳

( 中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201 )

在航空、航天、船舶、兵工、通信、医疗等先进制造领域中,具有高质量的切割与打孔技术一直是重要的研究课题。 水射流激光加工技术是近二十年来出现的一种复合型加工技术[1],其利用细微水柱作为光波导介质引导激光全反射传输至材料表面,采用激光的热效应结合高压水的冲刷效应实现复合加工,无需考虑焦距长度与瑞利长度,工作距离调节范围大[2],具有加工锥度小、热影响区范围小、加工深度能力强、重熔层少等优势,因此也受到了越来越多学者的关注。

水射流激光加工技术发明人Richerzhagen[3]成立了SYNOVA 公司专门致力于研究微水射流激光加工设备,专注于绿光激光与微水射流的耦合传输加工。 此后,国内外陆续展开了一系列有关研究[4-9]。其中,詹才娟等[10]模拟了水射流激光加工硅材料的传热模型;Wang 等[11]对硅片进行了微槽去除试验,试验结果与模型仿真结果相一致,表明水射流激光加工热影响效应微弱。 Rashed 等[12]对喷口嘴孔进行水射流激光加工, 获得了更加光滑的加工表面,较电火花加工进一步提升了表面粗糙度。 Marimuthu等[13]对比研究水射流激光加工与传统脉冲激光对铝基复合材料Al-MMC 的钻孔效果,结果显示水射流可实现冷烧蚀去除,不会留在熔融层。乔红超等[14]对316L 不锈钢薄片进行了切割工艺研究,结果表明水射流激光加工产生的沉积层较小。

可见,相较于传统的干式激光加工方式,水射流激光加工技术具有许多先天优势。……

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