激光标印工艺研究

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1、激光标印工艺研究燕凯王婷康靖宇陈搏摘要：激光标印是激光加工中的一种，随着激光加工技术的成熟越来越多地被广泛的应用。而目前的机匣零件没有采取激光标印的，主要原因就是设计人员以及工艺人员对激光标印的不了解，本文从激光标印的原理，激光标印的效果等方面进行分析，阐述了激光标印推广的意义，并且对激光标印的试件与振动笔标印的试件进行对比，从标印形态，标印性能等方面论述了激光标印取代振动笔标印的可能性。关键词：高温合金;激光标刻;对比分析;0.引言激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色

2、变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。准分子激光打标是近年来发展起来的一项新技术，特别适用于金属打标，可实现亚微米打标。激光作用于工件表面所产牛标记的牢固永久性是其突出特点，所以激光标记系统可对大批量生产的工件实行产品单个识别编号，再以条行码或者二维码阵列标在产品上，可极为有效地帮助实行生产工序控制、质量控制以及防止假冒产品，常用来在汽车发动机上制作标识和商标。激光打标时与工件不接触，对工件表面不产牛任何机械形变，高速打标可在牛产线上实现在

3、线实时打标。1.技术方案1.1技术方案的制定以BMF20激光标刻机为载体，设定实现本阶段激光标印工艺研究的具体实施方案如下：(1)完成最优激光标印参数的选取。(2)完成激光标卬试件理化分析，检测标卬深度及标卬形貌。(3)完成激光标印试件及振动标印试件高周疲劳试验。1・2总体方案的实施1.2.1激光标印参数的选取选取材料为高温合金的工艺试片，分别应用激光点阵法(HB5936-33)、激光划卬法(HB5936-34)进行标卬试验。试验后发现聚焦高度为275mm时对零件标印最清晰，可通过增大激光功率以及重复次数来使标印更清晰，为保证零件重融层最小尽量一次

4、标印完成采用此种标印方法在报废的零件实物上进行标记，发现与在试片上标记略有不同：(1)由于零件中间有叶型孔，加工第一个零件时需要用软件对字符间隔进行设计，加工可用标卬机预显示功能进行定位并调整。(2)零件带有一定弧度，零件表面高度不一致，釆用相同功率标刻后中间最清晰，两侧相比有一定差异，因此需要尽量在同一高度上标刻，或尽量减少高度差，为调整标印清晰度，将高度调整为42.5,此时对零件的弧度皱感度较小。图2下载原图(3)标卬深度不能太小，标卬深度小于0.01的时候，采用航空汽油进行擦拭时,标印立即会变不清晰，严重的其至消失。最终选取参数为速度:400

5、mm/s、功率:30%、频率:20kHz、高度:42.5cm的激光划印法。应用此种工艺方法及工艺参数标印最清晰，标印效果最好。1.2.2激光标印试件理化分析将报废的零件进行切片后，做成标准的试片送理化检测中心，应用金相显微镜检测标印深度、重熔层厚度、标印形态。检测图片如图2所示。从金相显微镜图片可以看出，激光标印最深处深度为0.03mm,重熔层深度为0.025mmo标印与零件接触最低点为圆角，标印形态良好。并且符合激光划刻法的标卬深度：0.003mm^0.25mm的要求。应用标印试片的参数，在某T型板上进行激光标印，零件标印清晰、规整，较振动笔标印

6、零件标印质量有明显提高。因之前标卬时发生因标卬深度过浅在进行洗涤时变得模糊，对激光标卬能否经受住后续工序的钎焊处理，将激光标印后某T型板放入真空钎焊炉中，与正常零件一同进行钎焊吋效处理。进行钎焊的零件为了方便对比不同标印方式的钎焊试验结果，在零件上做了多组，多方式标记的激光划刻标印。钎焊时效处理后发现激光标印仍然清晰，对比标记一遍、标记多遍、标记两遍的标印效果，发现一次标印完全可以保证零件钎焊后标记清晰，符合标印清晰且重熔层厚度小的要求，可以证明钎焊时效对某T型板激光标印无影响。2.2.3激光标印试件疲劳分析对高温合金材料作对比疲劳试验，对比激光标

7、印试件和振动标印试件在107频率、358MP『684MPa应力下疲劳情况。为对比激光标印和振动标印对零件疲劳特性的影响，加工高温合金材料疲劳试件6件。在试棒中间位置做振动划痕及激光划痕。将其中3件应用激光标印法标印，另外3件用振动笔标记法标印。将试件送RUMUL高频试验机进行高周疲劳试验。固定最大应力，试验不同标记方法试件的循环次数。在试验过程中激光标印-1试件由于在疲劳试验期间2次调换试验设备，因此试1号试件试验结果不可信。表1试验结果下载原表从试验结果(表1)來看，在相同的应力作用下，两组激光标印试件循环次数更大，疲劳寿命更长。结语激光标印技术

8、与传统工艺的机械标印方式相比较，激光标印技术具有非常低廉的成本和高灵活性，而且激光标印可以通过计算机来实现，标印深度可控。