水辅助激光加工中射流流向对加工的影响研究

摘要：

水辅助激光加工中,水流状态对激光加工有重要影响.为了研究激光加工中不同水流状态对加工质量的影响,文章建立带切槽的水射流冲击模型,分析激光扫描方向与水流同向和反向对加工中流场造成的差异;通过对比试验,研究两种刻蚀方式对单晶硅切槽形貌和几何尺寸的影响,并分析差异产生的机理.研究结果表明,同向刻蚀模型中切槽截面中心上的总压强最小为2 941.970 Pa,远大于反向刻蚀;反向刻蚀模型在近壁面处的速度更大,比同向刻蚀大3.104 m/s.反向刻蚀比同向刻蚀的槽宽小约13.500 μm且表面无熔渣堆积;反向刻蚀槽深明显大于同向刻蚀,并且此差距随激光功率增加而增加,在激光功率15W时最大相差127.773 μm;反向刻蚀切槽上表面的平均面粗糙为0.158 μm,更接近基材未加工区域的0.141 μm.模拟和实验的结果为进一步提高水射流辅助激光加工的切割质量提供了思路.

关键词：水射流辅助激光、流场、机理、切割质量

所属期刊栏目：40

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：广西自然科学基金项目;广西研究生教育创新计划项目;桂林电子科技大学研究生优秀学位论文培育项目

在线出版日期：2020-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：483-491