钛合金微沟槽的纳秒激光烧蚀工艺研究

作者:王一飞; 虞宙; 李康妹; 胡俊*
来源:东华大学学报(自然科学版), 2023, 49(01): 84-94.
DOI:10.19886/j.cnki.dhdz.2021.0440

摘要

为减小激光烧蚀钛合金过程产生的热影响区及避免钛合金表面微裂纹萌生,分析了纳秒紫外激光的扫描速度、重复频率、光斑重叠率、扫描次数对Ti6Al4V钛合金微沟槽几何尺寸、热影响区和微裂纹的影响规律。研究结果表明:在脉冲能量为0.4 mJ、扫描速度为100 mm/s、重复频率为50 kHz时,钛合金微沟槽的深度和其火山口的高度最大,沟槽边缘火山口的高度和宽度与扫描次数、重复频率呈正相关,而与扫描速度呈负相关;当激光的光斑重叠率小于0.8时,烧蚀界面的热影响区较小;当微沟槽的槽间距较窄时,烧蚀边缘残余拉应力的集中引起裂纹的萌生;当槽间距较宽、扫描速度较低和扫描次数较高时,在较窄槽宽的沟槽内,由能量过度集中引起的热应力导致微裂纹萌生。

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