眾所周知，二氧化碳激光器和高功率光纖激光器廣泛應用于傳統(tǒng)的金屬/鈑金切割，但北京華諾恒宇激光精密切割事業(yè)部的激光切割,主要專注于微觀精密加工，因此致力于中小型功率的激光切割，在細微尺度、精密程度和切割質量等方面不斷前進和超越，我們的切割效果具有:熱影響區(qū)域小，度高，邊緣質量好，應用材料廣等優(yōu)點。對陶瓷，硅，藍寶石，薄金屬片，玻璃等材料，我們能夠進行高質量的精密切割、打孔加工。
采用一種基于氣熔比控制的激光精密切割方法,研究了氣熔比和板厚對激光切割氧化鋯陶瓷板質量的影響,即氣熔比對切縫質量,切面條紋形貌及粗糙度的影響.對氣熔別為0.099,0.160,0.184和0.202的4組試件進行觀測,發(fā)現提高氣熔比可明顯改善切縫質量,切面條紋光滑區(qū)長度和條紋波長,切面粗糙度由6.969μm降低到2.482μm.同時對板厚分別為0.8,1.0,1.5,3.0的4組試件進行觀測,隨著板厚的增加,氣熔比減小,切縫質量降低,切面粗糙度由5.946μm降低到2.287μm.板厚為0.8,1.0時,切面為較光滑的周期性條紋;板厚為1.5時,切面呈現兩個區(qū)域,即光滑區(qū)和粗糙區(qū);當板厚增加到3.0時,切面呈現三個區(qū)域,即光滑區(qū),粗糙區(qū)和鱗狀層疊區(qū).綜合研究氣熔比和板厚可以加深對激光切割機理的認識,為提高氧化鋯陶瓷板的激光切割質量提供理論與實驗依據.

首先分析超聲加工硬脆陶瓷材料的實際意義,再對目前陶瓷材料的加工理論基礎和工藝手段進行總結,以實際加工運動過程為基礎,結合壓痕斷裂力學理論分析縱扭復合振動超聲加工陶瓷材料破碎去除機理,搭建試驗平臺,以加工過程物理量磨削力的變化規(guī)律和加工材料表面形貌分析材料去除過程機理,與理論相結合,豐富振動輸出模式,滿足陶瓷材料高效高精密的加工要求,主要研究方法和結論如下:1、首先通過總結目前關于陶瓷材料加工機理研究的理論基礎和存在的加工工藝手段的優(yōu)劣性,得到復合振動超聲對加工陶瓷材料具有一定的優(yōu)越性,并對復合振動超聲加工在硬脆類材料上的研究應用進行歸納,確定了縱扭復合振動超聲加工對陶瓷材料的工藝優(yōu)勢;

激光切割的工藝特點和質量指標,討論激光功率,切割速度,激光聚集焦點位置等對切割質量的影響,進而采用激光切割機,不斷地進行切割試驗,從而確定了一組可以有效切割300 MW汽輪發(fā)電機風道板結構中0.65 厚65TW400硅鋼風道片的切割參數.

錳鋼板機械強度高,普通機械設備切割加工困難,搭建了2.0 kW激光器切割設備,研究8厚錳鋼切割工藝.一般激光切割普通鋼板使用的切割氣體是氧氣,因氧氣有助燃作用,在室外使用存在安全隱患,故試驗過程采用氮氣作為切割氣體.結果 表明,穿孔功率在65%～ 70%時,穿孔時間較短,上下孔徑一致性較好;當切割速度在0.6～ 0.7 m/min,焦點位置在上表面下方5.5 處,切割氣壓在0.5～ 0.6 MPa時切割效果理想,切割表面基本無掛渣,切縫寬度均勻.為便攜式,室外使用氮氣切割中厚板的激光器切割設備的研制和激光切割工藝的優(yōu)化提供了參考.