聲控激光打孔技術研究.pdf

1、激光加工技術是涉及光學、機械學、電子學、計算機等多種學科的高新技術，激光打孔是較早達到實用化的激光加工技術，但是目前還有許多問題需要進一步深入研究。由于激光打孔時激光焦點和打孔對象的相對位置、材料反射率的變化，激光峰值功率調(diào)節(jié)都影響到打孔速度和質(zhì)量。因此，為了對不同材料進行有效地打孔，需要對激光束的能量、脈沖寬度和激光焦點相對位置等打孔參數(shù)進行綜合控制。 本課題的任務是在對激光打孔過程物理機理研究分析的基礎上，研發(fā)用于金剛石拉絲

2、模激光自動打孔的數(shù)控加工系統(tǒng)。 本文主要研究了在激光與材料相互作用下聲波信號隨時間變化關系，高頻超聲波Q調(diào)制方法，以及配合計算機研究出聲控激光打孔系統(tǒng)。 一、首先論述了激光打孔技術目前國內(nèi)外的發(fā)展狀況，并結合激光與物質(zhì)相互作用的原理，在理論上深入分析了激光打孔過程的物理機理，研究了在激光脈沖作用時材料升溫、熔化、氣化以及產(chǎn)生沖擊波的條件。本文提出了一種具有創(chuàng)新性的用于對金剛石拉絲模打孔的方案。 二、為獲得快速打孔

3、的效果，在激光器上也做了創(chuàng)新性的改進，采用高頻超聲技術控制壓電陶瓷換能器，把諧振腔Q值的調(diào)制頻率提高到150kHz，在200W以上的高功率激光器上獲得了高峰值功率的激光脈沖。 三、通過打孔過程伴生聲波現(xiàn)象的研究，分析了大量的實驗數(shù)據(jù)和曲線，發(fā)現(xiàn)了打孔產(chǎn)生的聲波信號能反映打孔過程的狀態(tài)，證明用聲波能夠控制打孔過程，同時還證明了打孔過程產(chǎn)生的紅外光不適合控制打孔，并提出了按照材料的特性改變打孔速度的加工方法。 四、綜合上述研