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镁合金激光加工的进一步研究
镁合金材料已经引起了世界各国研究与开发的兴趣,但是70%左右的
镁合金材料主要以铸件或压铸件的形式被应用,只有10%左右用压力加工方法加工成厚板、薄板、棒材和型材、锻件和模锻件等,因此,开发
镁合金的深加工是必然趋势。机电之家。
其中:c0为光速,c0=3×108m/s为入射激光的波长;为金属材料的导电率。
从式(1)可以看出,被加工材料一定时,激光的波长越短,材料对激光的吸收越多。金属中的大量自由电子由于集肤效应的作用,阻碍激光能量深入材料内部,使之大部分被反射掉,所以一般材料对CO2气体激光(λ=10.6μm)的吸收比对YAG固体激光(λ=1.06μm)的吸收低。当激光波长为一恒定值时,材料对该激光束吸收率的大小取决于材料的导电率,导电率越大,材料对激光的吸收越少。所以,
镁合金材料对激光的吸收比一般金属材料对激光的吸收要低.这是对
镁合金材料进行激光加工的难点之一。
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镁合金的激光切割技术
切割是
镁合金材料深加工的首要环节,良好的切割质量是材料深加工的保证。与传统切割方法相比,激光切割具有更高的切割精度、更低的粗糙度和更高的生产效率。目前,国内外对
镁合金激光切割的研究尚属鲜见。
我们利用500W固体脉冲Nd:YAG激光对4mm厚AZ31B
镁合金板材进行了切割工艺研究。激光切缝窄细,上缝宽0.45mm、中缝宽0.22mm、下缝宽0.35mm,切缝垂直度为0.05mm,切面波纹小且分布规露。热影响区不明显,切缝的整体宽度约为空气等离子弧切割的1/4。但是,切缝的下表面有轻微的氧化现象,切面有80μm厚的组织形貌为等轴晶的重熔层。工艺研究得出的结论是:切缝宽度随着放电电压、脉冲宽度、脉冲频率的增大而增大,切割速度与辅助气体对切缝宽度的影响不大。图1为AZ31B
镁合金激光切割宏观形貌和微观组织照片。
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