激光脉冲电解射流复合加工技术试验研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文激光脉冲电解射流复合加工技术试验研究姓名：余毅权申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：赵建社2011-01南京航空航天大学硕士学位论文摘要激光脉冲电解射流复合加工技术是基于制造技术集成创新理念而提出的一项将脉冲电解射流加工与激光加工进行复合的新型加工方法。该方法通过将聚焦激光束与电解液射流束同轴喷射，激光作用与电化学阳极溶解共同作用于工件，发挥激光加工和电解射流加工的高效率，同时“负极化”的电解液射流束对加工区的冲刷、冷却和电解作用能够“在线”去除激光加工所产生的再铸层。本文以1Cr18Ni9Ti和GH3030为研究对象，研究了各种加工工艺参数对

2、激光脉冲电解射流复合加工机理和成形规律的影响，主要完成以下研究工作：（1）激光脉冲电解射流复合加工试验系统的完善与优化。利用控制装置对工装夹具进行自动控制，加工过程中可以使工件实现二维运动，以完成刻槽等微结构的加工；（2）脉冲电解射流加工工艺试验研究。利用研制试验装置系统，针对电解加工电压、占空比、初始加工间隙、喷射压力等主要工艺参数对微坑成形规律及型槽加工的影响进行了系统工艺试验，初步掌握了脉冲电解射流加工的工艺规律，为顺利进行激光脉冲电解射流复合加工试验奠定了坚实基础；（3）激光脉冲电解射流复合加工试验研究。首先对比论证了复合加工相对于脉冲电解射流加工的优越性，然后具体分析了激光能量

3、、激光频率、电解加工电压、占空比、初始加工间隙等工艺参数对材料去除率、再铸层厚度和锥度的影响规律。研究发现，采用激光能量200mJ，激光频率1.65Hz，电解加工电压280V，占空比70%及初始加工间隙控制在2mm的条件下，合理控制加工时间，孔壁再铸层厚度可以控制在5μm以下，而且加工表面无热影响区，加工精度较好。最后分别在不锈钢1Cr18Ni9Ti和高温合金GH3030上进行了群孔、群凹坑及型槽、刻字等典型试验件的试制加工，充分显示了该技术在航空、航天制造领域的重要应用前景。关键词：激光加工，脉冲电解射流加工，复合加工，微细孔，再铸层I激光脉冲电解射流复合加工技术试验研究Abstrac

4、tThehybridprocessingoflaserbeammachiningandpulsedelectrochemicaljetmachining（PJECM-LBM）isanewprocessingmethodwhichiscombinedwithlaserprocessingandpulsedelectrochemicaljetmachiningbasedontheideaofmanufacturinginnovation.Themethodbasesontheapplicationofajetelectrolyte,beingalignedcoaxiallywiththefo

5、cusedlaserbeam,ontheworkpiecesurface.Theprocessingprincipleisthatmaterialisremovedbylaserprocessingandelectrochemicalmachining,therecastlayerisremovedbytheeffectofjetelectrolytewhichconsistsofcoolingtoworkpiece,transportingdebrisandelectrochemicalreactionwithmaterials.Inthispaper,thehybridprocess

6、ingofPJECM-LBMon1Cr18Ni9TiandGH3030wasstudied.Theeffectsofthevariousparametersonthemechanismandformingrulesofthehybridprocessingwerediscussedindetail.Researchworkswerelistedasfollows:（1）InordertocarryouttheresearchonhybridprocessingofPJECM-LBM,thecoupledevicebetweenthelaserbeamandjetwasdevelopeda

7、ndoptimizedbyalargenumberoffeasibleexperiments,andthemethodofdetectbrokenlengthwithinfraredlaserwasproposed,accordingtotheaboveinvestigation,thefeasibilityofPJECM-LBMisverified.（2）Aseriesofexperimentsaboutpulsedelectro