工艺参数对激光切割工艺质量的影Ⅱ晦

随着科技的发展,国内汽车制造业在材料加工方面逐步引进激光切割技术,激光切割加工是一项极为繁杂的过程。通过汽车冷轧钢板激光切割实验,分析激光切割工艺参数对粗糙度、挂渣以及切缝宽度等切割质量的影响。     

基于PC平台的高精度激光微加工系统的研制

介绍了自主设计高精度皮秒激光微加工系统及其控制单元。首先在加工系统整体方案的设计上充分考虑了激光器的选择、光束质量、控制方式等对加工精度的影响。将高斯光束转化为平顶光束引入激光微加工。其次使用了一种位置比较脉冲的光机同步技术,使得激光脉冲在空间上均匀分布,改善了加工效果。最后在系统中加入了路径规划、实时监测及同步显示等功能,实现系统加工线宽达到3.64μm,绝对定位精度小于1μm的激光微加工。     

脉冲激光诱发单粒子效应的机理

利用脉冲激光模拟单粒子效应是近年来兴起的一种新型的单粒子效应地面模拟手段, 研究了皮秒脉冲激光与半导体器件相互作用的方式以及诱发单粒子效应的机理, 并针对实验中常用的Nd:YAG和Ti:Sapphire两种激光和硅半导体器件进行了计算及比较分析, 同时根据计算结果提出了模拟实验中脉冲激光参数选择的主要依据和典型的参数范围.     

激光切割对铝合金材料的力学性能影响分析

为了探索激光切割技术对铝合金材料力学性能和疲劳性能的影响,采用试验分析方法,用机械铣削和激光切割方法分别制备了两类试件,对其进行了拉伸试验、疲劳寿命试验以及切割表面质量评估。对比分析了两种加工方式对其力学性能和疲劳寿命的影响,分析结果表明:经过激光切割后铝合金材料的抗拉强度、延伸率均有所下降,但屈服强度稍有增加;激光切割后的疲劳寿命比机械铣削试件疲劳寿命短,但切缝若经过打磨处理,其寿命又高于不打磨的试件寿命;同时通过表面精度测量分析,激光加工铝合金虽然存在挂渣,但仍有较高的表面质量。     

激光切割加工中的功率控制与同步控制

为了使得激光功率跟随加工速度按照所需比率同步变化,建立了材料单位面积激光功率与切缝深度、激光器控制信号与输出功率间的函数关系.结合闭环控制策略,实现了任意材料、任意有效切缝深度下的激光功率控制以及激光功率与运动的精确同步控制.实验结果表明:该控制算法能够保证一致的切缝深度,获得均匀一致的切割质量.激光功率控制以及功率与运动的同步控制在要求高质量的激光切割加工中有很好的应用前景.     

半导体激光器短电脉冲调制光脉冲的产生与控制

对半导体激光器短电脉冲调制增益开关法产生皮秒光脉冲动力学过程进行理论分析和实验研究 .基于单模数率方程 ,采用相图 ( Phase Portraits)法分析激光器激射皮秒光脉冲时载流子浓度和光子密度变化的对应关系 .探讨直流参数、调制脉冲参数和器件寄生参量等对产生皮秒光脉冲的影响 .在此基础上 ,研究 In Ga As P/ In P激光器短电脉冲调制产生单发激光脉冲最佳的实验条件     

激光加工控制器的研究应用

本文通过提高了激光加工控制器的控制方法出发,将气体激光切割等各种先进技术引入到浙江工贸职业技术学院的激光加工中心来,根据学院实际设备提出了基于气体激光数控技术的激光加工管理系统。本管理系统具有较好的可靠稳定性,激光加工切割控制器在硬件上,利用工业PMAC、工业计算机构成了完整的上下位机式的激光加工数控系统。由工业计算机控制管理和人机接口界面,实现加工中由PMAC来控制运动的实时性。实现了激光加工切割控制器的协调控制作用。     

电火花线切割加工YG8的工艺研究

在电火花线切割加工过程中,影响切割速度和材料表面粗糙度的主要电参数有脉冲电压、脉冲宽度、脉冲频率及脉冲宽度比等。讨论了脉冲电压及脉冲宽度对切割速度和表面粗糙度的影响,选取不同脉冲电压、脉冲宽度对线切割硬质合金的表面粗糙度和切割速度进行分析,得出电火花电参数对硬质合金加工表面粗糙度及切割速度的影响规律,取得最佳的电加工工艺参数,为其后续工艺提供可靠的依据。     

飞秒脉冲在材料微加工中的应用研究

阐述飞秒激光的特点,加工特性及其与材料相互作用的加工机理,重点阐述飞秒激光在玻璃、金属、各种聚合物等材料微加工中的应用。由于飞秒激光脉冲时间短、峰值功率极高,可将材料加工区快速加热到远高于沸点的温度,切口处材料以汽相去除,而周围材料还保持低温,对切口附近影响很小,避免加工过程中热损伤的产生,保证了锐利、清洁的切口形貌,实现了精密加工和多层材料的选择性加工。飞秒激光在材料微加工领域较原有的长脉冲激光具有加工精度高、加工材料广泛等独特优势,有非常广泛的应用前景。     

短脉冲激光加工微结构及其成型技术研究（英文）

短脉冲激光具有高精度、非接触和高可控性等优点,可以针对各种材料进行表面精细加工。如在医用钛合金表面加工出不同形貌、尺寸的微结构,能够有效地改善植入物表面生物活性。利用短脉冲激光在材料加工上的优势,开展了纳秒激光脉冲烧蚀试验,探究纳秒激光与钛合金间的相互作用。阐明钛合金表面火山坑微结构的形成机理,并开展多脉冲激光参数试验,研究激光参数对微结构成型的影响,建立参数与特征尺寸间的映射关系。该研究可以获得具有特定尺寸、高加工质量的微结构,有助于短脉冲激光微加工技术的应用,具有良好的学术和工程意义。     

超快脉冲激光对钛合金的烧蚀特性与作用机理

为探究超快脉冲激光对难加工材料的烧蚀特性与损伤机制,利用皮秒脉冲激光研究钛合金的烧蚀阈值、烧蚀形貌和作用机理。依据烧蚀面积和激光能量密度的线性关系,确定了钛合金的烧蚀阈值,通过显微镜观察分析了不同激光参数下钛合金的表面烧蚀形貌,采用雪崩电离与多光子电离详细解释了超快脉冲激光对钛合金的作用机理,并从烧蚀形貌和阈值角度划分了烧蚀区域。结果表明:钛合金的烧蚀阈值约为0.109J/cm2;在1 064nm波长下的烧蚀质量要优于532nm波长下的质量,而低重复频率能获得高质量的微结构,烧蚀中央区域材料去除更为均匀,且烧蚀弹坑形状规则,表面平滑;随着脉冲数和能量的增加,光子能量累积增多,烧蚀尺度和形貌特征愈加明显,烧蚀边界愈加清晰,说明脉冲数和光子能量累积是表面微结构诱导的关键要素之一;烧蚀区域可划分为改性区、过渡区、再沉积区和烧蚀区,在烧蚀区以多光子电离为主,在改性区、过渡区和再沉积区以雪崩电离为主。该结果可为超快脉冲激光微结构精密加工提供参考。     

CO2激光器切割加工中辅助气体参数对加工质量的影响

在激光切割加工中,辅助气体的主要作用是从切口排出氧化反应所产生的热量和熔融材料.本文论述了辅助气体的类型、压力和喷嘴孔径设计等对激光切割加工质量的影响.实验证明碳钢的切割质量与吹氧压力有关;不锈钢氧切割辅助气压不能低于0.2 MPa,不锈钢氮切割辅气压不能低于0.8 MPa,收敛型结构的喷嘴可以获得更好的加工效果.     

飞秒激光在银膜表面诱导亚波长周期条纹的超快成像研究

采用440 nm空间分辨、亚皮秒时间分辨的泵浦探测成像技术,本文研究了800 nm飞秒激光脉冲照射银膜表面后亚波长周期条纹的形成动力学.分析了1~6个飞秒脉冲照射下银膜表面条纹结构的演化过程.第一个激光脉冲在薄膜表面诱导凹槽等缺陷结构;第二个激光脉冲以后表面开始出现亚波长周期条纹,并且在更多脉冲照射时进行纵向和横向生长.条纹在50~70 ps以后开始出现,随延迟时间增加不断加深变长,在演化过程中条纹位置保持不变;形成过程在1 000 ps内基本结束.研究结果表明,飞秒激光在薄膜表面诱导凹槽等缺陷结构在后面的激光脉冲照射表面过程中激发了表面等离激元,进而导致的周期性能量沉积在亚波长周期条纹形成过程中起了关键作用,材料表面的熔化导致了之前形成的条纹变浅以及部分消失.     

激光损伤过程中导带电子产生机理

价带电子跃迁至导带形成自由电子,长激光脉冲作用时,自由电子吸收能量并传给晶格,使材料温度升高;短激光脉冲作用时,自由电子发生碰撞离化,使导带中电子数目急剧上升,当材料达到一定温度或自由电子达到临界浓度时便发生损伤.随着激光技术的发展,人们不断的完善导带电子的产生机理,以达到计算值与实验结果相一致;激光脉冲越短,越多的光-电子相互作用机制会影响导带电子的产生,雪崩离化、多光子离化、导带电子衰减及导带电子能量分布等相互耦合,导带自由电子的产生过程非常复杂.文中综述了激光损伤过程中导带电子产生的机理模型,并提出了应用于亚皮秒及飞秒激光脉冲的耦合多速率方程.     

微孔结构血管支架的激光切割工艺

研究了切割微孔血管支架用激光的选择及相应参数的选取、激光切割对被加工材料的要求、喷嘴形状尺寸及辅助气体压力参数等影响切割质量的因素;探讨了切割质量的分析评价方法,分析了切割路径对切割效率的影响;通过正交试验法选择最佳切割参数;提出了面向微孔血管支架激光加工的完整工艺,并依据研究的工艺加工出便于载药的带有微孔结构的血管支架产品,支架表面的扫描电镜图观测验证了该工艺结果的正确性.     

YAG激光在不锈钢上打孔质量影响因素分析

激光打孔是目前小孔加工中应用广泛的加工方法,其加工孔径可以小至几微米。本文利用YAG激光在1mm厚的不锈钢材料00Cr25Ni20上进行打孔试验,记录上下孔径的测量数据,并采用无交互作用的正交试验方法系统分析了激光脉冲能量、脉冲宽度、脉冲频率等因素对激光打孔上、下孔径的影响程度,为激光打孔工艺参数的选择提供了依据。     

纳米尺度激光紧聚焦光穿孔技术

论述了一种新型的细胞转导方法——纳米尺度激光紧聚焦光穿孔技术.按照光穿孔可能的物理机制,分4类讨论了现在主流的光穿孔技术:连续激光光穿孔,其中最前沿的技术是紫外二极管激光光穿孔;纳秒、皮秒激光脉冲和经放大的千赫兹飞秒激光脉冲光穿孔,其中应用范围最广的是Nd:YAG激光器;飞秒激光振荡器发出的兆赫兹脉冲序列光穿孔,该技术在多尺度、跨学科及在体研究中扮演重要角色;最新出现的利用双脉冲微射流进行光穿孔,这是光穿孔技术中仅有的一种将外源物主动引入细胞内的方法.可以预见:当激光紧聚焦技术结合了双光子荧光显微镜、微芯片实验室、膜片钳技术等各种单细胞分析技术后,必将在细胞间通信、干细胞谱系提交、癌症转移、激光基因疗法、胚胎发育学以及神经功能再生等学科领域中产生重大影响.     

激光与空气等离子弧切割镁合金的试验研究

利用高功率固体脉冲Nd:YAG激光和空气等离子弧对4 mm厚的AZ31镁合金板进行了切割试验.通过光学显微镜观察分析切缝及断面的宏观形貌和微观组织,结果表明:激光切缝窄细平直,断面波纹小且分布规律;空气等离子弧切缝较宽,且切割断面容易氧化.两种方法切割镁合金断面都形成有重熔层,激光切割重熔层厚而致密,与母材交界处无明显的热影响区;空气等离子弧切割重熔层较薄,内部有大量气孔和残渣,切缝中、下部有明显的热影响区,最宽处达50μm.为提高镁合金切割加工质量提供理论依据.     

激光焊接技术应用及其发展趋势

激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属于热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔     

FPCB激光切割软件算法与控制系统设计

从FPCB高精度激光切割机设备的研发实践出发,针对激光切割机加工对象FPCB无夹具、易变形的特点及光路精密性要求,介绍了激光切割机控制系统软件研制开发中的关键技术和技术难点,给出FPCB激光切割软件关键算法及控制系统设计,通过对工作台、振镜和激光的协调控制,实现工件的高质量切割加工。系统基于计算机视觉技术,以CCD摄像...