本文關鍵詞：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。
【關鍵詞】：納秒 群微孔 薄鋁板 效率 陣列
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 激光加工的技術分類16-18
• 2.4.1 飛秒激光加工技術16-17
• 2.4.2 皮秒激光加工技術17-18
• 2.4.3 納秒激光加工技術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50-52
• 第6章 總結與展望52-54
• 6.1 總結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