本文關(guān)鍵詞：納秒激光薄鋁板精密打孔研究

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【摘要】：激光打孔是目前小孔加工中不可缺少而且應(yīng)用廣泛的激光加工方法之一。近年來,隨著人們對微孔加工質(zhì)量要求的不斷提高,傳統(tǒng)的機械加工方法已不能滿足微孔加工深徑比的要求,而激光加工可以滿足許多加工的特殊要求,由于脈沖激光打孔具有效率高、成本低及綜合技術(shù)經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點,因此它已成為小孔加工中最為人們所重視的加工方法。人們已在很多材料上做過打微孔研究,但是,群微孔加工研究卻很少,本文所用材料為厚度為100μm的鋁板,其加工難度在于薄鋁板在加工過程中不變形,孔的一致性要好,并且錐度不能過大,孔口周圍不能有太多熔融物。其可以較好作為的吸聲材料,達到降低噪音的目的。在做精密微孔研究時,脈沖寬度是一個至關(guān)重要的因素。本文首先分析了飛秒、皮秒及納秒激光器加工的優(yōu)缺點,選擇出最適合本課題的激光器進行加工研究。然后分析了納秒激光與金屬材料的作用機理,研究了激光器所有脈沖寬度下對金屬鋁的損傷閾值,以及不同脈沖數(shù)目下的損傷閾值,并得出了其變化規(guī)律:脈寬越窄,損傷閾值越低。當(dāng)脈寬為520ns時,鋁的單脈沖損傷閾值為18.8J/cm2;脈寬為10ns時,損傷閾值為4.58J/cm2。通過研究不同脈寬對打孔的影響,得出納秒激光器窄的脈寬打出的孔錐度小、圓度好、孔口及孔壁熔融物少、孔口周圍噴濺物顆粒少的孔。在進行陣列打孔研究時,先研究了激光器不同參數(shù)對打孔的影響,并得出了各參數(shù)對打孔的影響規(guī)律。然后對參數(shù)進行優(yōu)選,設(shè)計了一種新的陣列加工工藝,可以有效的避免鋁板在進行密集微孔加工時變形的問題,加工出的孔一致性好,錐度小、圓度好、孔口周圍幾乎沒有熔融物等,提高了微孔的質(zhì)量。通過對穿孔鋁板做吸聲檢測,吸聲系數(shù)理論值為0.85,實驗值為0.79,穿孔鋁板可以較好的達到降低噪音的目的。
【關(guān)鍵詞】：納秒 群微孔 薄鋁板 效率 陣列
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG665
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 課題研究來源及主要內(nèi)容8-9
• 1.2.1 課題來源8
• 1.2.2 研究的主要內(nèi)容8-9
• 1.3 課題研究的意義9
• 1.4 激光打孔技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢9-11
• 1.5 激光打孔的優(yōu)點11-13
• 第2章 納秒激光與金屬材料的作用機理研究13-21
• 2.1 激光與金屬材料作用概述13-14
• 2.2 激光與材料作用一般規(guī)律14-15
• 2.3 激光打孔的特性15-16
• 2.4 激光加工的技術(shù)分類16-18
• 2.4.1 飛秒激光加工技術(shù)16-17
• 2.4.2 皮秒激光加工技術(shù)17-18
• 2.4.3 納秒激光加工技術(shù)18
• 2.5 激光打孔方式的分類18-20
• 2.5.1 沖擊打孔法19
• 2.5.2 輪廓迂回法19-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第3章 納秒激光不同脈寬對鋁的損傷閾值實驗研究21-31
• 3.1 引言21
• 3.2 激光器參數(shù)21-23
• 3.3 損傷閥值計算的方法23-25
• 3.3.1 損傷閾值實驗方案設(shè)計23
• 3.3.2 損傷閥值的計算原理23-25
• 3.4 損傷閾值的實驗系統(tǒng)與樣品制備25-27
• 3.4.1 損傷閾值實驗系統(tǒng)25-26
• 3.4.2 損傷閾值實驗樣品制備26-27
• 3.5 損傷閾值實驗結(jié)果及分析27-30
• 3.5.1 單脈沖的損傷閾值27-28
• 3.5.2 多脈沖的損傷閾值28-30
• 3.6 本章小結(jié)30-31
• 第4章 納秒激光脈沖寬度對鋁板打孔的影響31-40
• 4.1 引言31
• 4.2 實驗材料與方法31-32
• 4.3 結(jié)果與分析32-39
• 4.3.1 脈沖寬度對鋁板打孔孔徑的影響32-33
• 4.3.2 脈沖寬度對孔錐度的影響33-34
• 4.3.3 脈沖寬度對孔內(nèi)壁的影響34-37
• 4.3.4 脈沖寬度對打孔孔口噴濺的影響37-38
• 4.3.5 脈沖寬度對圓度的影響38-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第5章 納秒激光陣列打孔工藝研究40-52
• 5.1 引言40
• 5.2 激光參數(shù)對打孔的影響40-46
• 5.2.1 離焦量對打孔的影響40-42
• 5.2.2 重復(fù)頻率對打孔的影響42-43
• 5.2.3 不同打孔方式對打孔的影響43-45
• 5.2.4 循環(huán)打標次數(shù)對打孔的影響45-46
• 5.3 激光陣列打孔研究46-50
• 5.4 本章小結(jié)50-52
• 第6章 總結(jié)與展望52-54
• 6.1 總結(jié)52-53
• 6.2 本文創(chuàng)新點53
• 6.3 展望53-54
• 參考文獻54-58
• 致謝58

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本文編號：550958