Ni60/WC涂层表面圆凹坑皮秒激光加工关键参数研究

摘要：

目的 优化激光路径填充方式以减少皮秒加工圆凹坑底部的堆积现象,并探究基于该激光路径填充方式的皮秒激光关键参数对Ni60/WC涂层表面圆形凹坑形貌参数的影响规律.方法 采用搭建的紫外皮秒激光微加工平台在Ni60/WC涂层表面加工预先规划的直径为230 μm的圆凹坑,通过白光干涉仪测试加工所得圆凹坑的整体三维形貌对圆凹坑底部形貌进行表征.采用同心圆网格复合激光路径填充方式对圆凹坑底部堆积现象进行优化,并通过单因素法分析该路径下皮秒激光关键参数,即加工功率、扫描次数、扫描速度对圆形凹坑深度、直径和圆度系数的影响规律.结果 通过优化的同心圆网格复合激光路径填充方式加工所得圆凹坑材料去除体积为 7.59×106 μm3,轮廓算术平均高度为21.37 μm,对比原始的网格激光路径填充方式,加工的圆凹坑底部无明显堆积;基于此激光路径填充方式,在测试工艺参数范围内,圆凹坑深度、直径和圆度系数随激光功率的增大呈二次函数增大;随着扫描速度的增大,圆凹坑深度、直径呈线性减小,圆度系数呈线性增大;圆凹坑深度、直径和圆度系数随扫描次数的增加均呈线性增大.结论 同心圆网格复合激光路径填充方式可以有效改善Ni60/WC涂层表面皮秒加工圆凹坑底部堆积现象,针对直径(230±5)μm、深度(30±5)μm的圆凹坑,优选出的皮秒激光加工参数范围为:激光功率6～7 W,扫描速度6 000～8 000 mm/s,扫描次数 1～2 次.

关键词：Ni60/WC涂层、圆凹坑、皮秒激光、激光路径填充方式、金属堆积、加工关键参数

所属期刊栏目：52

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：348-357,443