論文摘要：鈦合金因其卓越的機(jī)械性能而廣泛用于航空航天應(yīng)用。這些材料難以加工，在傳統(tǒng)加工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到表面缺陷和刀具磨損等制造問(wèn)題。激光輔助加工 （LAM） 已被提議作為改善這些問(wèn)題的解決方案。然而，對(duì)于如何選擇激光參數(shù)進(jìn)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(chǎng)模型。根據(jù)材料特性仔細(xì)選擇激光參數(shù)，并進(jìn)行后續(xù)的激光輔助刮削（LAS）實(shí)驗(yàn)。結(jié)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(shí)驗(yàn)確定的最佳激光參數(shù)為 P = 3.6 W 和 S = 1000 mm/s。激光功率和掃描速度還通過(guò)影響工件表面的熱流密度來(lái)影響芯片的形貌特性。當(dāng)功率超過(guò)3.6 W或掃描速度低于200 mm/s時(shí)，芯片形態(tài)從鋸齒形轉(zhuǎn)變?yōu)檎郫B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(guò)程中，由于力和熱的耦合，磨削區(qū)溫度降低。

       論文創(chuàng)新點(diǎn)及主要圖表

       1. 提出了一種利用皮秒脈沖激光輔助加工鈦合金的方法，通過(guò)激光的熱軟化效應(yīng)來(lái)提高鈦合金的可加工性;

       2. 研究了激光參數(shù)對(duì)芯片形貌的影響，分析了材料去除率、切割力和掃描區(qū)域的元素分布，揭示了脈沖激光輔助加工鈦合金的材料去除行為和臨界芯片過(guò)渡參數(shù);

       3. 本工作為鈦合金的高效加工和高效加工和激光參數(shù)的選擇提供了指導(dǎo)。

圖1 多脈沖激光在不同激光功率下的溫度場(chǎng)分布模擬結(jié)果

圖2 初始?jí)毫Ψ謩e為5N,10N,15N時(shí)，通過(guò)改變激光功率，每一組材料去除程度的變化趨勢(shì)

圖3 切屑形成機(jī)構(gòu)示意圖；a鋸齒形切屑，b折疊形切屑

       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). https://doi.org/10.1007/s00170-024-13056-2.

       倪源河：重慶大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院在讀碩士，從事鈦合金低損傷加工技術(shù)研究。發(fā)表論文1篇，申請(qǐng)發(fā)明專利1項(xiàng)；參與國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金項(xiàng)目、重慶市自然科學(xué)基金項(xiàng)目以及中國(guó)重慶市研究生科研與創(chuàng)新基金共3項(xiàng)。

       論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-024-13056-2#Abs1