聲控激光打孔技術(shù)研究.pdf

1、激光加工技術(shù)是涉及光學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的高新技術(shù)，激光打孔是較早達(dá)到實(shí)用化的激光加工技術(shù)，但是目前還有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步深入研究。由于激光打孔時(shí)激光焦點(diǎn)和打孔對(duì)象的相對(duì)位置、材料反射率的變化，激光峰值功率調(diào)節(jié)都影響到打孔速度和質(zhì)量。因此，為了對(duì)不同材料進(jìn)行有效地打孔，需要對(duì)激光束的能量、脈沖寬度和激光焦點(diǎn)相對(duì)位置等打孔參數(shù)進(jìn)行綜合控制。 本課題的任務(wù)是在對(duì)激光打孔過(guò)程物理機(jī)理研究分析的基礎(chǔ)上，研發(fā)用于金剛石拉絲

2、模激光自動(dòng)打孔的數(shù)控加工系統(tǒng)。 本文主要研究了在激光與材料相互作用下聲波信號(hào)隨時(shí)間變化關(guān)系，高頻超聲波Q調(diào)制方法，以及配合計(jì)算機(jī)研究出聲控激光打孔系統(tǒng)。 一、首先論述了激光打孔技術(shù)目前國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，并結(jié)合激光與物質(zhì)相互作用的原理，在理論上深入分析了激光打孔過(guò)程的物理機(jī)理，研究了在激光脈沖作用時(shí)材料升溫、熔化、氣化以及產(chǎn)生沖擊波的條件。本文提出了一種具有創(chuàng)新性的用于對(duì)金剛石拉絲模打孔的方案。 二、為獲得快速打孔

3、的效果，在激光器上也做了創(chuàng)新性的改進(jìn)，采用高頻超聲技術(shù)控制壓電陶瓷換能器，把諧振腔Q值的調(diào)制頻率提高到150kHz，在200W以上的高功率激光器上獲得了高峰值功率的激光脈沖。 三、通過(guò)打孔過(guò)程伴生聲波現(xiàn)象的研究，分析了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線，發(fā)現(xiàn)了打孔產(chǎn)生的聲波信號(hào)能反映打孔過(guò)程的狀態(tài)，證明用聲波能夠控制打孔過(guò)程，同時(shí)還證明了打孔過(guò)程產(chǎn)生的紅外光不適合控制打孔，并提出了按照材料的特性改變打孔速度的加工方法。 四、綜合上述研