論文摘要：鈦合金因其卓越的機械性能而廣泛用于航空航天應用。這些材料難以加工，在傳統加工過程中經常會遇到表面缺陷和刀具磨損等制造問題。激光輔助加工 （LAM） 已被提議作為改善這些問題的解決方案。然而，對于如何選擇激光參數進行加工，目前還不清楚。本研究建立了激光輔助磨削（LAG）工藝的激光溫度場模型。根據材料特性仔細選擇激光參數，并進行后續的激光輔助刮削（LAS）實驗。結果表明，更高的激光功率可以改善切削力的降低，但也減少了材料去除。本實驗確定的最佳激光參數為 P = 3.6 W 和 S = 1000 mm/s。激光功率和掃描速度還通過影響工件表面的熱流密度來影響芯片的形貌特性。當功率超過3.6 W或掃描速度低于200 mm/s時，芯片形態從鋸齒形轉變為折疊形。在低于 4.8 W 的激光功率下，激光器主要加熱和軟化芯片，從而最大限度地減少燒蝕或改性，并且材料去除模式保持延展性。在激光輔助砂帶磨削過程中，由于力和熱的耦合，磨削區溫度降低。

       論文創新點及主要圖表

       1. 提(ti)出了一種利(li)用皮秒(miao)脈沖激光(guang)輔助加工鈦(tai)(tai)合(he)金的(de)方法，通過激光(guang)的(de)熱軟化(hua)效應來提(ti)高(gao)鈦(tai)(tai)合(he)金的(de)可(ke)加工性;

       2. 研究了(le)激光參數對芯片形貌的影響，分析了(le)材料(liao)去除(chu)率、切(qie)割力(li)和(he)掃描區域的元素分布，揭(jie)示了(le)脈(mo)沖激光輔助加工(gong)鈦合金(jin)的材料(liao)去除(chu)行(xing)為(wei)和(he)臨界(jie)芯片過渡參數;

       3. 本工作為鈦合金的高(gao)效(xiao)加工和高(gao)效(xiao)加工和激光參數的選擇提(ti)供了指導。

圖1 多脈沖激光在不同激光功率下的溫度場分(fen)布模擬結果

圖2 初(chu)始壓力(li)分別為5N,10N,15N時，通過改變激光功率，每一組材(cai)料去除程度(du)的變化趨勢(shi)

圖3 切(qie)屑形(xing)成機構示(shi)意圖；a鋸(ju)齒形(xing)切(qie)屑，b折疊(die)形(xing)切(qie)屑

       論文基本信息

       Xiao, G., Ni, Y., Liu, Z. et al. Research on material removal of Ti-6Al-4V by laser-belt machining. Int J Adv Manuf Technol (2024). //doi.org/10.1007/s00170-024-13056-2.

       倪(ni)源河：重慶大學機械與(yu)(yu)運(yun)載工程學院在(zai)讀碩士，從事鈦合(he)金(jin)(jin)低損傷加工技術研(yan)(yan)究。發表論文(wen)1篇，申(shen)請發明專利1項；參與(yu)(yu)國家自然科(ke)學基(ji)金(jin)(jin)聯合(he)基(ji)金(jin)(jin)項目、重慶市自然科(ke)學基(ji)金(jin)(jin)項目以(yi)及中國重慶市研(yan)(yan)究生(sheng)科(ke)研(yan)(yan)與(yu)(yu)創新基(ji)金(jin)(jin)共3項。

       論文(wen)鏈(lian)接(jie)：//link.springer.com/article/10.1007/s00170-024-13056-2#Abs1