低压射流辅助激光刻蚀碳化硅中射流的影响研究

发布时间：2024-04-22 03:42

　　传统的激光加工技术在加工陶瓷等硬脆性材料时,不可避免的存在重铸层、熔渣、热影响区较大等问题。通常的激光加工常采用辅助气体来起到助燃和去除作用,然而效果却不尽人意。为了解决这些问题,本文引入了低压水射流辅助激光加工技术。利用水射流的冲击与冷却作用,降低热影响区以减少微裂纹的产生,减少重铸层,提高加工质量;射流装置设计简单,节约成本,可推广性较大,能在实际生产与加工中得到应用。然而引入射流,在降低热影响区、产生冲击作用的同时,会导致原先用于加工材料的能量损失。当水射流的速度较大时,水射流的持续喷射会在加工工件产生一层水雾,激光接触水雾可能会导致多次聚焦,对原先的激光能量造成影响,所以有必要对射流的速度大小以及射流的冷却作用进行定量分析。复合刻蚀过程中不同速度与不同角度的射流,其冷却与冲击作用之间具体的关系还需要进一步研究,本文主要研究内容如下:(1)在理解激光与材料相互作用基础上,探讨射流在复合加工过程中的冷却与冲击作用。通过理论分析与公式推导,得出射流速度大小与冲击角度的变化对射流冲击作用以及冷却作用的影响。(2)利用有限元软件FLUENT对水射流冲击平板过程进行仿真,得出不同倾斜角、不...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1水导引激光加工设备[10]

a）SYNOVA公司早期水导引激光设备（b）水导引激光原理示意图图1.1水导引激光加工设备[10]与原理示意图[12]图1.2激光诱导射流分离图像与喷嘴射流示意图[10]2005年，瑞士PhilippeCouty博士等人在对水流形成与稳定性进行研究技术上了稳定水....

图1.2激光诱导射流分离图像与喷嘴射流示意图

图1.2激光诱导射流分离图像与喷嘴射流示意图[10]2005年，瑞士PhilippeCouty博士等人在对水流形成与稳定性进行研究技总结了稳定水柱的形成条件[14]，提出一种控制高速射流喷射分离的光学方法研究激光诱导的水射流分离状况，在可变耦合与射流速度条件下观测射流与....

图1.3水导激光切割与激光切割不锈钢与黄铜片

（b）水导激光切割与激光切割不锈钢图1.3水导激光切割与激光切割不锈钢与黄铜片[17].A.Rashed[18]对比研究了电火花打孔与水导激光打孔，其水导引(a)所示。通过实验分析了两种加工方式所得孔的内表面特征，利量加工表面粗糙度，加工AISI440C钢所得三维影像....

图1.4水导激光耦合装置与加工工件表面三维影像图

）水导激光切割与激光切割黄）水导激光切割与激光切割不导激光切割与激光切割不锈钢究了电火花打孔与水导激分析了两种加工方式所得孔，加工AISI440C钢所得是随机分布的陨石坑，而在花加工平均表面粗糙度为m。

本文编号：3961878