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大型工件的三维激光切割机器人系统及自主编程
1
作者 安升辉 杨海涛 +1 位作者 刘兴坤 周震 《机电工程技术》 2025年第3期132-137,共6页
在风力发电、轨道交通、新能源汽车制造等领域中,针对大型铸件及压铸组件的后处理加工流程,尤其是浇筑口和浇道的高精度去除,传统人工加工方法费时费力,工作环境恶劣,对工人的身心健康和安全都存在极大风险。三维激光切割技术配合机器... 在风力发电、轨道交通、新能源汽车制造等领域中,针对大型铸件及压铸组件的后处理加工流程,尤其是浇筑口和浇道的高精度去除,传统人工加工方法费时费力,工作环境恶劣,对工人的身心健康和安全都存在极大风险。三维激光切割技术配合机器人技术的运用,成为解决此类需求的理想策略。设计了一款三维激光切割机器人系统,它融合了桁架机器人与串联机械臂的混合结构设计,可以极大地扩展激光切割的工作空间范围,能够满足大型工件加工的要求。该系统还集成了先进的3D视觉系统、高效的光纤激光器和精密的激光头,确保了在复杂工件上实现高精度、高效率的切割。该系统的核心优势是通过3D视觉系统和离线编程实现机器人的自主编程,可以极大地提高了生产效率和灵活性,相比于传统机器人示教编程可以节省80%以上的时间。 展开更多
关键词 三维激光切割 激光切割机器人 激光切割头 混联机器人结构 机器人自主编程
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半导体晶圆激光切割加工焦点位置自动检测方法
2
作者 宋婉贞 《自动化应用》 2025年第6期225-227,共3页
由于传统的激光切割焦点位置检测方法多采用接触式或机械式方式,存在操作复杂、精度不高等问题,因此提出半导体晶圆激光切割加工焦点位置自动检测方法。首先设计柔性电容式传感器进行标定,将标定后的柔性电容式传感器安装在晶圆上方,然... 由于传统的激光切割焦点位置检测方法多采用接触式或机械式方式,存在操作复杂、精度不高等问题,因此提出半导体晶圆激光切割加工焦点位置自动检测方法。首先设计柔性电容式传感器进行标定,将标定后的柔性电容式传感器安装在晶圆上方,然后通过电容量计算加工焦点和被加工对象间位置,实现加工焦点位置的高精度自动检测。实验结果表明,应用设计方法,其半导体晶圆激光切割加工焦点位置自动检测结果最大误差仅为0.09 mm,满足高精度的检测需求。 展开更多
关键词 半导体晶圆 激光切割 加工焦点 焦点位置 高精度自动检测 柔性电容式传感器
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基于田口法激光切割铝合金工艺参数优化
3
作者 徐珖韬 杨伟 +2 位作者 刘建 杨唐绍 张宏宇 《热加工工艺》 北大核心 2025年第5期36-40,共5页
为提高激光切割铝合金质量,开展了以激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力为试验因素,以切缝宽度和切割面粗糙度为质量表征的正交试验。应用田口法和方差法分析各试验因素对切割试件质量的影响程度,确定激光切割铝合金的最优参数... 为提高激光切割铝合金质量,开展了以激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力为试验因素,以切缝宽度和切割面粗糙度为质量表征的正交试验。应用田口法和方差法分析各试验因素对切割试件质量的影响程度,确定激光切割铝合金的最优参数组合。通过验证试验,得出采用优化后的参数切割铝合金质量更稳定,切缝宽度较小,切割精度更高;切割面粗糙度更小,切口更光滑。 展开更多
关键词 激光切割 铝合金 田口法
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激光切割速度对铁基非晶合金磁性能的影响
4
作者 周浩 邓淼文 +1 位作者 杨元政 时俊磊 《热加工工艺》 北大核心 2025年第5期46-50,共5页
利用激光切割技术对铁基非晶带材进行切割,在功率75 W、辅助气压0.1 MPa保持不变的条件下,分别用1、4、8 m/min三种不同切割速度制备得到环形叠片结构的铁基非晶磁芯。结果表明:相较未被激光切割处理的磁芯,激光切割制备的磁芯在直流测... 利用激光切割技术对铁基非晶带材进行切割,在功率75 W、辅助气压0.1 MPa保持不变的条件下,分别用1、4、8 m/min三种不同切割速度制备得到环形叠片结构的铁基非晶磁芯。结果表明:相较未被激光切割处理的磁芯,激光切割制备的磁芯在直流测试下的矫顽力和交流测试条件下的损耗均有所上升。当激光切割速度为8 m/min时,铁基非晶合金的软磁性能恶化最小,矫顽力和损耗上升的最少。这是由于随着激光切割速度的增加,单位时间内激光集中在铁基非晶合金上的能量减少,热影响区和晶化区的大小都减小,对铁基非晶合金非晶态的影响减小。 展开更多
关键词 激光切割 铁基非晶合金 软磁性能 热影响区 热处理
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坐标变换在钣金件激光切割中的应用
5
作者 王冬波 苟朝阳 +1 位作者 妙佳豪 张秀伟 《汽车实用技术》 2025年第3期100-102,138,共4页
钣金件在三维五轴激光切割过程中要进行加工坐标系的建立,而某些钣金件特征复杂,在激光头回零时,钣金件与激光头干涉,加工坐标系建立困难。文章通过采集激光头旋转一定角度对应特征点的坐标,利用坐标变换的方式,间接地计算出激光头回零... 钣金件在三维五轴激光切割过程中要进行加工坐标系的建立,而某些钣金件特征复杂,在激光头回零时,钣金件与激光头干涉,加工坐标系建立困难。文章通过采集激光头旋转一定角度对应特征点的坐标,利用坐标变换的方式,间接地计算出激光头回零时对应的坐标值,解决激光头与工件干涉问题,为激光切割坐标系建立提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 坐标变换 激光切割 钣金 工业机器人
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高功率光纤激光切割机碳钢板氧气穿孔工艺研究
6
作者 吴许祥 戴树晶 +4 位作者 丁庆伟 田径 陈金盛 张港 陈锐 《锻压装备与制造技术》 2025年第1期89-92,共4页
光纤激光切割机辅助气体为氧气环境下对Q235碳钢板进行穿孔时(以25mm厚度为例),传统的穿孔工艺最高瞬时功率只能限制在12kW及以内且最大占空比输出限制在40%。如何发挥更高功率激光(15~30kW)穿孔优势,本文提出一种更好的穿孔工艺,可短... 光纤激光切割机辅助气体为氧气环境下对Q235碳钢板进行穿孔时(以25mm厚度为例),传统的穿孔工艺最高瞬时功率只能限制在12kW及以内且最大占空比输出限制在40%。如何发挥更高功率激光(15~30kW)穿孔优势,本文提出一种更好的穿孔工艺,可短时间内快速提升穿孔能量摄入,在板材温度急剧上升爆孔之前穿透,提升穿孔效率及稳定性。 展开更多
关键词 激光切割 碳钢板 氧气穿孔 高功率激光
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激光切割工艺对焊接残余应力预测精度影响
7
作者 任成龙 《焊接技术》 2025年第2期75-78,共4页
以双层X42管线钢与内、外环板焊接为研究对象,建立考虑激光切割工艺的有限元模型,以预置残余应力方式加载,仿真得到残余应力变化的曲线,并采用X射线衍射法残余应力分析仪进行试验测量,且与仿真结果进行对比验证。结果表明:考虑激光切割... 以双层X42管线钢与内、外环板焊接为研究对象,建立考虑激光切割工艺的有限元模型,以预置残余应力方式加载,仿真得到残余应力变化的曲线,并采用X射线衍射法残余应力分析仪进行试验测量,且与仿真结果进行对比验证。结果表明:考虑激光切割与否,内环板和外环板残余应力变化曲线基本一致,在焊接起始位置和收弧位置一定范围内,残余应力曲线波动相对较大;不考虑激光切割工艺,外环板残余应力峰值为397.50 MPa,内环板残余应力峰值为418.89 MPa,误差最大为27.08%;考虑激光切割工艺,外环板残余应力峰值为407.85 MPa,内环板残余应力峰值为428.43 MPa,误差最大为4.10%;考虑激光切割工艺,可有效预测残余应力,从而指导生产。 展开更多
关键词 激光切割 残余应力 X42管线钢 预测精度
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基于CBDC优化超声辅助水下激光切割单晶硅的工艺
8
作者 周嘉 周辽 +3 位作者 欧阳励 焦辉 黄宇星 龙芋宏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期913-921,共9页
为了对超声辅助水下纳秒激光切割工艺进行快速的优化,通过分析空化气泡动力学特性(CBDC)对工艺效果的影响,采用数值仿真分析、正交试验和高速摄像方法进行了理论分析和实验验证,得到了超声辅助水下激光切割工艺的优化参数,并验证了CBDC... 为了对超声辅助水下纳秒激光切割工艺进行快速的优化,通过分析空化气泡动力学特性(CBDC)对工艺效果的影响,采用数值仿真分析、正交试验和高速摄像方法进行了理论分析和实验验证,得到了超声辅助水下激光切割工艺的优化参数,并验证了CBDC是影响切割工艺的主要因素。结果表明,随着空化气泡对激光束的干扰程度增加,切槽深度降低速度增加;随着切槽深宽比的增加,空化气泡脉动冲击对切槽底部产生的等效应力越大;当超声功率P u=65 W、水层厚度h w=1 mm、激光脉冲频率f q=20 kHz、激光扫描速率v=1 mm/s时,可以获得最大深宽比约为1.71,槽宽约为99.88μm,槽深约为170.18μm,热影响区大小约为31.71μm,微裂纹长度约为33.42μm,此时空化气泡周期较短(约为100μs~160μs)。该研究可为多能场水下激光复合加工工艺参数的优化提供参考。 展开更多
关键词 激光技术 超声辅助 水下激光切割 空化气泡 工艺优化
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高速铣削-激光切割机床数控加工高精度控制技术
9
作者 任忠先 张杰 +1 位作者 魏国丰 杜雨馨 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第8期208-212,共5页
激光切割机铣削过程中会因工件变形导致表面出现凹凸不平或波浪状,表面局部区域高低不等,致使机床的浮动轴偏离实际运动轨迹,影响工件铣削加工的质量。为此,提出一种高速铣削-激光切割机床数控加工高精度控制技术。采用运动学理论、矩... 激光切割机铣削过程中会因工件变形导致表面出现凹凸不平或波浪状,表面局部区域高低不等,致使机床的浮动轴偏离实际运动轨迹,影响工件铣削加工的质量。为此,提出一种高速铣削-激光切割机床数控加工高精度控制技术。采用运动学理论、矩阵转换函数建立激光切割机床运动数学模型,利用PLC控制器、伺服驱动器及电机等搭建激光切割机床高速铣削加工控制模型,使用负反馈控制算法、位移误差函数控制机床铣削加工浮动轴运动,即当浮动轴执行上浮或者下浮运动时,若浮动轴运动轨迹偏离预设轨迹,调节PLC控制器参数来驱动电机控制作业,使其反向运动,直到落在预设轨迹上,实现铣削加工的高精度控制。实验结果表明,所提技术工件的铣削加工质量高,高速铣削过程中上浮点、下浮点控制误差最大值分别为6 mm、6 mm,铣削加工控制的响应时间为6.8 ms。 展开更多
关键词 高速铣削 激光切割机床 浮动轴 运动轨迹
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基于3 mm厚碳钢薄板激光切割工艺的试验研究
10
作者 秦涛 《汽车实用技术》 2024年第10期108-111,共4页
随着制造业的快速发展,激光切割技术作为一种先进的加工方法,在薄板切割领域得到了广泛应用。文章主要研究了3mm厚碳钢薄板的激光切割工艺,通过试验的方法分析了切割速度、辅助气体气压和焦点位置等工艺参数对切割质量的影响。试验结果... 随着制造业的快速发展,激光切割技术作为一种先进的加工方法,在薄板切割领域得到了广泛应用。文章主要研究了3mm厚碳钢薄板的激光切割工艺,通过试验的方法分析了切割速度、辅助气体气压和焦点位置等工艺参数对切割质量的影响。试验结果表明,适当切割速度和辅助气体气压可以提高切割质量和效率,而焦点位置的优化可以进一步改善切割断面的质量。这些发现对于指导实际生产,提高薄板激光切割的工艺水平具有重要意义。 展开更多
关键词 激光切割 碳钢薄板 工艺参数 切割质量
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基于PLC和工业机器人的激光切割系统应用设计
11
作者 魏小林 唐传江 魏宇君 《工业控制计算机》 2024年第11期125-127,146,共4页
洗衣机内胆质检过程中,需按照不同型号的产品切割内胆不同部位进行拉力强度试验。为解决人工切割试件质量不稳定,操作安全性低等问题,提出了基于PLC、工业机器人和调高器的激光切割系统,工业机器人夹持调高器与激光切割头,调高器快速跟... 洗衣机内胆质检过程中,需按照不同型号的产品切割内胆不同部位进行拉力强度试验。为解决人工切割试件质量不稳定,操作安全性低等问题,提出了基于PLC、工业机器人和调高器的激光切割系统,工业机器人夹持调高器与激光切割头,调高器快速跟随调节激光切割头的位置高度,保证了切割试件的质量。实践应用表明,该系统提升了试件的质量,操作安全性好,为质检的准确性提供了保障,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 PLC 工业机器人 调高器 激光切割
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铝合金板激光切割实验工艺研究 被引量：1
12
作者 薛新莲 臧华平 +1 位作者 王洪建 李顺方 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第9期183-187,共5页
针对铝合金激光切割工艺参数优化问题,对5052铝合金进行了激光切割试验研究,根据不同的激光功率、辅助气压、运行速度参数对激光切割质量的影响,建立了三因素正交试验方案,选用0.3 mm、0.5 mm厚的薄板铝合金进行了激光切割,以1 MPa和1.5... 针对铝合金激光切割工艺参数优化问题,对5052铝合金进行了激光切割试验研究,根据不同的激光功率、辅助气压、运行速度参数对激光切割质量的影响,建立了三因素正交试验方案,选用0.3 mm、0.5 mm厚的薄板铝合金进行了激光切割,以1 MPa和1.5 MPa的氩气,选用10%、20%和30%的切割运行速度,分别采用1200 W和1350 W的激光功率进行切割。分别用光切测试仪和显微镜观测了粗糙度和挂渣长度两个质量参数,进行数据分析,确定了0.3 mm、0.5 mm薄铝合金板的最佳激光切割工艺路线,为铝合金激光切割薄板提供技术参考。 展开更多
关键词 激光切割 薄板 切割质量 正交试验
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连续光纤激光切割金属薄壁材料工艺研究 被引量：4
13
作者 翟兆阳 李欣欣 +3 位作者 张延超 刘忠明 杜春华 张华明 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期25-35,共11页
随着工业领域金属薄壁构件设计的多样化,在高速激光切割的同时,对切口形貌质量也提出了更高的要求。本研究采用连续光纤激光器对0.2 mm厚度304不锈钢薄板进行切割实验,研究了毛刺和熔渣飞溅区产生的机理,重点讨论了加工工艺参数中的激... 随着工业领域金属薄壁构件设计的多样化,在高速激光切割的同时,对切口形貌质量也提出了更高的要求。本研究采用连续光纤激光器对0.2 mm厚度304不锈钢薄板进行切割实验,研究了毛刺和熔渣飞溅区产生的机理,重点讨论了加工工艺参数中的激光功率、切割速度、离焦量对毛刺堆积量和熔渣飞溅区宽度的影响关系,通过实验分析获得了最佳加工参数组合。研究结果表明,毛刺厚度随着激光功率、离焦量的增大而增加,随着切割速度的增大先降低后增加。熔渣飞溅区宽度随着激光功率的增大而增加,随着切割速度的增大而降低,随着离焦量的增大出现小范围波动。根据加工结果分析,当激光功率为125 W,切割速度为10 m/min,辅助气体压强为1.2 MPa,离焦量为-0.3~-0.5 mm,可以获得0.2 mm厚304不锈钢薄板较好的加工效果。 展开更多
关键词 激光切割 薄壁 304不锈钢 毛刺 熔渣飞溅区
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百超(上海)精密机床有限公司 百超全新一代激光切割机:ByCut Nova
14
《现代制造》 2024年第8期50-50,共1页
百超全新一代激光切割机ByCut Nova,具有超高性价比和高品质切割技术的特性。采用百超自主研发的高性能BD切割头和高品质激光切割技术,使得板材在加工时具有较高的切割精度和质量,同时还可实现快速切割,大大提高了生产速度和效率;该设... 百超全新一代激光切割机ByCut Nova,具有超高性价比和高品质切割技术的特性。采用百超自主研发的高性能BD切割头和高品质激光切割技术,使得板材在加工时具有较高的切割精度和质量,同时还可实现快速切割,大大提高了生产速度和效率;该设备适用于各类金属板材加工,无论是碳钢、不锈钢、铝还是有色金属,都能获得一流的切割质量。 展开更多
关键词 激光切割机 激光切割技术 精密机床 切割精度 切割质量 切割头 CUT 有色金属
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激光切割机横梁蠕变行为对加工精度影响分析 被引量：1
15
作者 张宇 林毓培 +2 位作者 舒雷 李涛 王昊 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第8期62-67,共6页
激光切割机每使用一段时间就需要重新进行加工精度校准,大大降低了使用效率和经济性。针对这一问题开展横梁蠕变行为对加工精度影响分析。首先,基于乌曼斯基薄壁梁约束扭转理论,建立了横梁导轨-滑块-激光发射孔蠕变理论计算简化模型。其... 激光切割机每使用一段时间就需要重新进行加工精度校准,大大降低了使用效率和经济性。针对这一问题开展横梁蠕变行为对加工精度影响分析。首先,基于乌曼斯基薄壁梁约束扭转理论,建立了横梁导轨-滑块-激光发射孔蠕变理论计算简化模型。其次,采用有限元软件对横梁蠕变行为仿真计算,结合理论计算数据研究了激光发射孔x、z方向的蠕变机理。再次,获知激光发射孔x方向蠕变量对加工稳定性起主导作用,并且横梁板厚和截面形状是关乎其性能的主要参数。最后,通过优化横梁截面参数δ(s)和ρ(s),增加了Ω^(2)/J_(d)值,从而提高了横梁抗蠕变性能。研究有助于提高激光切割机长期工作时的加工稳定性,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 激光切割机 加工精度 蠕变 横梁截面参数
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激光切割机新型防护材料及其自动化生产线 被引量：1
16
作者 黎兴宝 倪振兴 +3 位作者 郑凯 孙翔 陆高峰 董硕 《锻压装备与制造技术》 2024年第1期85-88,共4页
本文提出一种用于激光切割机的新型防护材料,该材料不仅拥有卓越的隔热和防激光击穿性能,同时还拥有超薄外形,专门用于激光切割机主机内部机架防护。同时,为生产该材料,设计专用成型压铸生产线,可一次性完成压铸与裁切,适用于企业批量... 本文提出一种用于激光切割机的新型防护材料,该材料不仅拥有卓越的隔热和防激光击穿性能,同时还拥有超薄外形,专门用于激光切割机主机内部机架防护。同时,为生产该材料,设计专用成型压铸生产线,可一次性完成压铸与裁切,适用于企业批量化生产。 展开更多
关键词 激光切割 防护材料 硅铝板 压铸
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基于数据驱动的激光切割工艺参数优化方法研究综述 被引量：1
17
作者 魏卓 章红 《机电工程技术》 2024年第4期1-5,78,共6页
近年来,数据驱动的激光切割工艺参数优化方法受到广泛关注和研究。因此,对该领域的主要研究进展进行梳理。对比基于数据驱动和基于机理模型的激光切割工艺参数优化方法,并明确数据驱动方法的研究对象。从工艺参数和工艺质量两个方面归... 近年来,数据驱动的激光切割工艺参数优化方法受到广泛关注和研究。因此,对该领域的主要研究进展进行梳理。对比基于数据驱动和基于机理模型的激光切割工艺参数优化方法,并明确数据驱动方法的研究对象。从工艺参数和工艺质量两个方面归纳当前数据驱动激光切割工艺参数优化的研究思想及进展,并总结已有研究中采用的数据驱动方法。概述数据驱动激光切割工艺参数优化的具体实现手段。总结比较各种数据驱动参数优化方法的优劣,并展望该领域未来值得进一步研究的方向,包括完善数据获取和数据增强方法,加强模型和算法的评估,并探索更高效智能的实现手段。 展开更多
关键词 数据驱动 激光切割 参数优化
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碳钢板激光切割工艺分析及优化 被引量：3
18
作者 钟毅 栾显晔 +3 位作者 李晓宇 薛海峰 李天享 武路鹏 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第2期38-45,共8页
随着科技的不断发展,激光切割技术已经成为现代工业生产中不可或缺的技术之一,碳钢激光切割件加工技术也得到越来越多的应用。随着对加工工件的质量要求越来越高,对激光加工工艺进行优化以获得更高切割质量与切割精度的钢板具有重要意... 随着科技的不断发展,激光切割技术已经成为现代工业生产中不可或缺的技术之一,碳钢激光切割件加工技术也得到越来越多的应用。随着对加工工件的质量要求越来越高,对激光加工工艺进行优化以获得更高切割质量与切割精度的钢板具有重要意义。为了优化碳钢的激光加工工艺,文章以3 mm碳钢为对象,采用1500 W激光器系统,研究了激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力等切割参数对切割质量的影响。选取切缝宽度、表面粗糙度、挂渣高度作为评价切割质量的标准,综合分析工艺参数对切割质量的影响规律并研究了影响机理,同时通过卷积神经网络对数据进行预测分析,并采用带精英策略的非支配排序的遗传算法对工艺参数进行优化,获得辅助气体为氧气条件下激光切割碳钢的最佳工艺参数为P=1500 W、v=64 mm/s、F=2.6 bar、h=2.9 mm。通过实验发现优化后的切件切割面光滑,无挂渣现象且切缝宽度较小,达到预期标准。 展开更多
关键词 激光技术 激光切割 工艺参数 卷积神经网络 工艺优化
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激光切割技术国内各领域的研究现状及展望 被引量：1
19
作者 高胜学 丁兴平 李小海 《机械研究与应用》 2024年第1期173-176,共4页
该文阐述了激光切割的相关机理及优势,并对激光切割在汽车、船舶、航天、医疗和核退役等领域的国内应用现状进行了阐述和分析;参考国外相关领域研究情况,对国内激光切割技术在汽车、船舶、航天、医疗和核退役等领域的发展方向进行了展望... 该文阐述了激光切割的相关机理及优势,并对激光切割在汽车、船舶、航天、医疗和核退役等领域的国内应用现状进行了阐述和分析;参考国外相关领域研究情况,对国内激光切割技术在汽车、船舶、航天、医疗和核退役等领域的发展方向进行了展望,为激光切割技术国内的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 激光切割 装备制造 应用 发展趋势
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基于正交试验的金属薄壁材料激光切割工艺优化
20
作者 翟兆阳 李欣欣 +3 位作者 张延超 刘忠明 杜春华 张华明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1279-1289,共11页
激光切割后,金属薄壁类零件的材料基体与下方的支撑板易产生粘连,严重影响切割质量。采用光纤激光对304不锈钢和GH605高温合金薄板进行切割实验,分析了激光切割不同材料发生粘连的机理。采用单因素试验法分析了激光切割工艺参数对热影... 激光切割后,金属薄壁类零件的材料基体与下方的支撑板易产生粘连,严重影响切割质量。采用光纤激光对304不锈钢和GH605高温合金薄板进行切割实验,分析了激光切割不同材料发生粘连的机理。采用单因素试验法分析了激光切割工艺参数对热影响区及毛刺堆积量的影响规律。加工结果显示,在加入微连工艺的前提下,激光功率为165 W,切割速度为5 m/min,辅助气体压力为1.2 MPa时,切缝边缘光滑、无变形及残留黏附现象。 展开更多
关键词 激光切割 薄壁 粘附 热影响区 毛刺
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