鋁鋰合金光纖激光切割的研究.pdf

1、鋁鋰合金憑借輕質高強的特性成為航空航天領域應用最為廣泛的材料，相較于傳統(tǒng)鋁合金材料，鋁鋰合金密度更低，強度也更高，同時鋁鋰合金還具有疲勞裂紋擴展速率低、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，有著光電轉換率高，波長短，加工柔性高等傳統(tǒng)激光器無法比擬的優(yōu)勢，更進一步推進了激光切割向高精度高效率領域的應用。然而關于采用光纖激光切割鋁鋰合金的研究鮮有報道。
　　本文采用4kW光纖激光器對2.0mm厚21

2、98鋁鋰合金進行了單因素切割試驗，選取掛渣高度、切縫寬度、表面粗糙度作為切割質量的評價指標，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）對切割質量的影響規(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)。
　　在上述基礎上，還開展了脈沖激光切割正交試驗，發(fā)現(xiàn)脈沖激光模式下能獲得更好的切割質量，通過包括直觀分析、方差分析、信噪比分析在內(nèi)的數(shù)理統(tǒng)計方

3、法對工藝參數(shù)進行進一步的優(yōu)化與設計，最終的切割質量為：掛渣高度0.087mm，表面粗糙度4.81μm，此時的工藝參數(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。
　　激光加工的實際應用中多針對三維復雜曲面件，在平板切割的基礎上本文還探討了影響切割質量的兩個重要因素：光束入射角與光束姿態(tài)。同時基于高速攝像技術對切口前沿熔融金屬進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