激光技术

北大核心,CA,INSPEC,JST,Pж(AJ)

国内刊号:51-1125/TN

国际刊号:1001-3806

激光技术杂志2024年第6期:基于CBDC优化超声辅助水下激光切割单晶硅的工艺

发布日期:

作者:周嘉, 周辽, 欧阳励, 焦辉, 黄宇星, 龙芋宏

关键词:激光技术, 超声辅助, 水下激光切割, 空化气泡, 工艺优化

为了对超声辅助水下纳秒激光切割工艺进行快速的优化,通过分析空化气泡动力学特性(CBDC)对工艺效果的影响,采用数值仿真分析、正交试验和高速摄像方法进行了理论分析和实验验证,得到了超声辅助水下激光切割工艺的优化参数,并验证了CBDC是影响切割工艺的主要因素。结果表明,随着空化气泡对激光束的干扰程度增加,切槽深度降低速度增加;随着切槽深宽比的增加,空化气泡脉动冲击对切槽底部产生的等效应力越大;当超声功率Pu=65 W、水层厚度hw=1 mm、激光脉冲频率fq=20 kHz、激光扫描速率v=1 mm/s时,可以获得最大深宽比约为1.71,槽宽约为99.88 μm,槽深约为170.18 μm,热影响区大小约为31.71 μm,微裂纹长度约为33.42 μm,此时空化气泡周期较短(约为100μs~160μs)。该研究可为多能场水下激光复合加工工艺参数的优化提供参考。

来源:2024年第6期

《激光技术》期刊编辑部

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