水射流辅助激光刻蚀铝合金材料表面温度场检测研究

发布时间：2023-03-23 23:54

　　激光加工作为20世纪新兴的一种加工技术因其加工速度快、热变形及热影响区小、加工成本低等特点被广泛应用于各行各业,相对于传统的机械加工其可以有效的减小热影响区从而提高加工质量。然而传统激光加工一般都是在辅助气体的作用下将达到熔点的熔融材料吹除,进而完成加工过程。在此过程中因为激光输入的大量能量会以热传导方式向材料内部和表面传导,造成较大的热影响区范围和较为严重的烧蚀现象,降低材料的加工质量,大量研究表明激光加工结果的好坏主要取决于加工参数的设定以及加工过程中的温度场分布情况。同时加工参数的变化也是通过改变材料自身的温度场间接对加工结果产生影响,为此研究激光加工过程中温度场的变化情况显得尤为重要。论文主要利用水射流辅助激光刻蚀技术对7075铝合金材料进行刻蚀加工,并在水射流辅助激光刻蚀过程中从旁搭建一套温度场检测系统对不同激光参数和水射流参数情况加工过程中的材料表面温度场变化情况进行监测,从而探究水射流辅助激光刻蚀7075铝合金材料表面温度场随不同激光参数和水射流参数的变化规律情况。主要从以下几个方面进行研究:(1)结合国内外激光加工过程温度场监测相关文献,总结红外测温、CCD测温、比色测...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究的背景及意义
    1.2 激光加工材料温度场检测研究现状
        1.2.1 非接触式测温技术
        1.2.2 接触式测温技术
    1.3 本文主要研究内容和组织结构
    1.4 本章小结
第二章 水射流辅助激光加工耦合作用分析
    2.1 激光与材料间耦合作用分析
        2.1.1 激光对材料的作用分析
        2.1.2 材料表面对于激光的吸收和反射作用分析
    2.2 激光与水之间作用分析
        2.2.1 激光等离子体冲击波
        2.2.2 水射流对加工过程的冷却和冲击作用
    2.3 本章小结
第三章 激光刻蚀7075铝合金材料表面温度场模拟
    3.1 水射流辅助激光加工温度场模型建立
    3.2 物理模型及边界条件
        3.2.1 物理模型及属性设置
        3.2.2 边界条件设置
        3.2.3 热源模型的选择
        3.2.4 Fluent中 UDF功能的设置
    3.3 无水参与模拟结果分析
    3.4 水射流参与刻蚀加工模拟分析
        3.4.1 水射流作用模拟
        3.4.2 水射流辅助激光刻蚀7075铝合金表面温度场模拟分析
    3.5 本章小结
第四章 水射流辅助激光加工温度场检测试验研究
    4.1 试验检测系统总体设计
        4.1.1 检测系统设计
        4.1.2 激光器功率校准
        4.1.3 试验加工系统
    4.2 无水辅助激光刻蚀7075铝合金表面温度场结果分析
    4.3 水射流辅助激光刻蚀7075铝合金表面温度场结果分析
    4.4 加工质量与能谱分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 今后研究展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3769011