高頻脈沖激光熱力沖擊電化學(xué)刻蝕試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微小型產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于人們生活的各個(gè)角落。發(fā)展能夠加工微尺度產(chǎn)品的微細(xì)加工技術(shù)亦成為各工業(yè)國(guó)家研究的熱點(diǎn)。激光熱力沖擊電化學(xué)刻蝕技術(shù)就是在工件陽(yáng)極、溶液和工具組成的電化學(xué)反應(yīng)回路中引入激光束，并在激光和電化學(xué)的共同作用下實(shí)現(xiàn)材料去除的一種加工方法。激光電化學(xué)復(fù)合加工能夠有效地避免激光加工存在的熱影響區(qū)的缺陷，同時(shí)又可以顯著的提高電化學(xué)反應(yīng)的定域蝕除能力。因此，該復(fù)合刻蝕技術(shù)在微細(xì)制造領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V泛的應(yīng)用前景。

2、　　本文以提高復(fù)合加工產(chǎn)品的成形精度與表面質(zhì)量為目的，對(duì)激光熱力沖擊電化學(xué)復(fù)合刻蝕技術(shù)進(jìn)行了理論與試驗(yàn)研究。其主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.研究了激光與電化學(xué)復(fù)合加工的刻蝕機(jī)理。在比較復(fù)合加工與激光加工形貌的基礎(chǔ)上，分析了復(fù)合加工過(guò)程中材料的去除機(jī)理。研究了激光促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，包括:激光熱效應(yīng)的分析，熱效應(yīng)促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，激光力效應(yīng)的產(chǎn)生過(guò)程，激光的力效應(yīng)促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理以及激光參數(shù)對(duì)電化學(xué)反應(yīng)速率的影響。討論了刻蝕

3、過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡對(duì)復(fù)合加工定域性的影響。
　　2.構(gòu)建了復(fù)合加工的試驗(yàn)系統(tǒng)，采用高頻脈沖激光器作為能量源提高了復(fù)合加工的效率;并應(yīng)用透光導(dǎo)電ITO導(dǎo)電玻璃作為工具陰極，促進(jìn)了激光電化學(xué)體系的有效復(fù)合。采用水聽(tīng)器檢測(cè)了高頻脈沖激光作用下產(chǎn)生的沖擊波信號(hào)，分析了激光能量與沖擊波的聲壓值、空泡的最大半徑及生存周期的關(guān)系。
　　3.為了提高激光電化學(xué)復(fù)合加工的定域性，研究了激光功率和加工電流對(duì)復(fù)合刻蝕定域性的影響，采用優(yōu)化的工藝參數(shù)

4、，有效抑制了激光熱影響區(qū)和電化學(xué)雜散腐蝕。并研究了不同的加工方式和材料對(duì)復(fù)合加工定域性的影響，分析了激光沖擊產(chǎn)生的變形問(wèn)題，提出了解決的辦法，實(shí)現(xiàn)了加工精度較高的三維槽腔的加工。
　　4.針對(duì)脈沖激光電化學(xué)復(fù)合加工的特點(diǎn)，在對(duì)復(fù)合加工定域性研究的基礎(chǔ)上，分別研究了激光能量、進(jìn)給速度、激光頻率和電源頻率對(duì)槽深、槽寬和深寬比的影響，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)復(fù)合刻蝕過(guò)程中影響因素多的特點(diǎn)，分別對(duì)電解槽的振動(dòng)、電解液的流速及濃度對(duì)加工