鋁鋰合金光纖激光切割的研究.pdf

1、鋁鋰合金憑借輕質(zhì)高強(qiáng)的特性成為航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的材料，相較于傳統(tǒng)鋁合金材料，鋁鋰合金密度更低，強(qiáng)度也更高，同時(shí)鋁鋰合金還具有疲勞裂紋擴(kuò)展速率低、高溫及低溫性能良好等特性。近幾年興起的光纖激光器，作為第三代激光器的代表，有著光電轉(zhuǎn)換率高，波長(zhǎng)短，加工柔性高等傳統(tǒng)激光器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，更進(jìn)一步推進(jìn)了激光切割向高精度高效率領(lǐng)域的應(yīng)用。然而關(guān)于采用光纖激光切割鋁鋰合金的研究鮮有報(bào)道。
　　本文采用4kW光纖激光器對(duì)2.0mm厚21

2、98鋁鋰合金進(jìn)行了單因素切割試驗(yàn)，選取掛渣高度、切縫寬度、表面粗糙度作為切割質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了典型的工藝參數(shù)（如離焦量、輔助氣壓、激光功率、切割速度等）對(duì)切割質(zhì)量的影響規(guī)律，得出離焦量－1.5mm，輔助氣壓1.6MPa，激光功率1000W，切割速度3/min為連續(xù)激光模式下的優(yōu)化參數(shù)。
　　在上述基礎(chǔ)上，還開(kāi)展了脈沖激光切割正交試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)脈沖激光模式下能獲得更好的切割質(zhì)量，通過(guò)包括直觀分析、方差分析、信噪比分析在內(nèi)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方

3、法對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化與設(shè)計(jì)，最終的切割質(zhì)量為：掛渣高度0.087mm，表面粗糙度4.81μm，此時(shí)的工藝參數(shù)為激光功率1000W，切割速度1.8m/min，頻率150Hz，占空比80％，氣壓1.6MPa。
　　激光加工的實(shí)際應(yīng)用中多針對(duì)三維復(fù)雜曲面件，在平板切割的基礎(chǔ)上本文還探討了影響切割質(zhì)量的兩個(gè)重要因素：光束入射角與光束姿態(tài)。同時(shí)基于高速攝像技術(shù)對(duì)切口前沿熔融金屬進(jìn)行了圖像的采集與分析，建立了切割條紋間距與工藝參數(shù)的關(guān)