脈沖激光輻照的電化學應力刻蝕技術研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，零件尺寸越來越趨于集成化、微小型化和智能化。按照產(chǎn)品的尺度特征，將1～1000μm的系統(tǒng)稱為微系統(tǒng)。發(fā)展針對毫微米尺度的、能夠加工金屬及其合金材料的微細加工技術已成為微細制造領域的迫切要求。
　　 脈沖激光輻照的電化學應力刻蝕加工技術，是將激光微細加工與電化學微細加工進行復合的加工方法。在工具陰極、電解液和工件組成的電化學回路中，以激光加工快速去除材料及鈍化膜，同時利用納秒脈沖電化學加工去除激光輻照區(qū)域內的

2、工件材料，可以增強復合加工的定域蝕除能力，提高加工精度和加工質量，獲得優(yōu)質高效的加工效果。脈沖激光輻照的電化學應力刻蝕加工技術在航空航天、生物醫(yī)學、精密儀器等微細制造領域有重要的發(fā)展?jié)摿蛻们熬啊?br>　　 本文以實現(xiàn)脈沖激光輻照的電化學應力刻蝕加工為目的，在脈沖激光加工與脈沖電化學加工的基礎上進行了二者復合的理論及試驗研究。
　　 1.建立了脈沖激光輻照的電化學應力刻蝕加工的數(shù)學模型。在分析納秒脈沖激光電化學復合加工基本

3、原理及特點的基礎上，研究了激光與電化學復合加工提高加工質量的機理，包括:引起工件表面鈍化膜發(fā)生破壞-形成-再破壞-再形成的重復過程的熱-力效應的產(chǎn)生過程。熱-力效應促進電化學反應的機理，以及沖擊力的分布、電偶電池、電化學的選擇性光整效應對加工質量和加工效率的影響，為后續(xù)的加工試驗提供了理論指導。
　　 2.根據(jù)脈沖激光輻照的電化學應力刻蝕加工的特點，構建了激光電化學復合加工試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由激光器系統(tǒng)、電化學加工系統(tǒng)、電解液

4、循環(huán)系統(tǒng)等組成。其中，電化學加工系統(tǒng)中的進給機構具備高分辨率、低速微進給、絕緣抗振等特點，為進行復合加工的試驗研究奠定了基礎。
　　 3.進行了脈沖激光輻照的電化學應力刻蝕加工工藝試驗。在7075鋁合金材料上進行了復合加工試驗，分析了激光頻率、加工電流、激光能量、雜散腐蝕、運動穩(wěn)定性等因素對加工效果的影響。應用優(yōu)化的工藝參數(shù)成功加工出形狀精度高、表面質量好的微細結構。通過觀察微結構的形貌特征，分析了逐點加工和掃描加工兩種不同方式