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)加工過程中經(jīng)常會(huì)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(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影響工件表面的熱流密度來影響芯片的形貌特性。當(dāng)功率超過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，通過激光的熱軟化效應(yīng)來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