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碳纤维增强聚合物（CFRP）激光切割的参数研究及纤维取向对切割质量的影响
摘要： 采用2千瓦光纤激光器对碳纤维增强复合材料（CFRP）进行激光切割。研究详细分析了不同激光加工参数对CFRP切割的影响，主要选取激光功率（瓦）、扫描速度（毫米/分钟）、气体压力（巴）和占空比（%）作为工艺参数，以平均切缝宽度和热影响区（HAZ）作为输出参数。实验中沿垂直于纤维方向（90o）进行切割，并通过扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析切缝质量、基体熔化、纤维拔出及热影响区内的基体汽化现象。当参数设置为800瓦、600毫米/分钟、3巴和25%占空比时，获得最小约184微米的切缝宽度，此时对应的热影响区约为1561微米。切缝宽度与热影响区随激光功率、气体压力和占空比的增加而直接增大，但随扫描速度提升而减小。SEM图像证实该切割工艺产生的纤维边缘基本无毛刺。研究发现基体回缩和分层（纤维拔出）是CFRP激光切割过程中的主要质量缺陷。
关键词： 纤维分层、基体熔化、热影响区、激光切割、纤维固结、切缝宽度、碳纤维增强复合材料
更新于2025-11-28 14:24:20
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钛合金的纳秒光纤激光微铣削微通道制备与冶金特性分析
摘要： 激光微铣削技术用于在金属和非金属材料上制造微通道。对于常规方法而言，加工≤100微米的微结构仍具挑战性。纳秒光纤激光微加工因其适用于激光微铣削的前景而日益普及。微通道的应用效果取决于其几何尺寸、轮廓和表面质量。本研究通过实验探究了工艺参数（扫描次数、扫描速度、脉冲重复频率和辅助气压）对激光微铣削过程中顶部切缝宽度、锥度、表面粗糙度和金属去除率的影响。实验测得微通道宽度介于45.5至70.9微米之间。针对每个响应指标均建立了回归模型，并通过方差分析剔除不显著参数。通过扫描电镜图像观察微通道内部表面裂纹来分析热应力，发现较高脉冲重复频率、较少扫描次数、较高扫描速度及高气压条件有利于减少表面裂纹。较慢扫描速度和最少扫描次数时会出现再沉积现象。通道边界氧化区宽度介于37至58微米之间。钛表面形成的氧化层使通道中心区域的氧含量（从51.08%增至76.22%）显著高于外部环境。
关键词： 氧化区、材料去除率、切缝宽度、激光熔覆金属、表面裂纹、锥度、表面粗糙度、重铸层
更新于2025-09-19 17:13:59
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超高强度钢（UHSS）的二氧化碳激光切割性能
摘要： 一种新型钢材——超高强度钢（UHSS）在重型卡车领域应用后，已被汽车工业采用。其更高的抗拉强度和改良的机械性能，特别是在白车身（BIW）结构关键底盘部位的应用，是选择该材料的主要原因。由于冲压模具工艺效果不佳，激光切割被确定为这种硬化材料的最终修边方法。通过改变激光功率、切割速度、辅助气体类型及压力等参数，研究了CO?激光切割UHSS的性能，以明确这些参数对切割质量的影响。根据EN ISO 9013标准，针对1.7毫米厚22MnB5硼钢UHSS，从切缝宽度、垂直度和显微硬度等方面评估切割质量。结果表明：热影响程度与能量密度及气体类型相关——较高热暴露会产生更宽切缝但提升垂直度；同时氮气切割能获得更好的切边质量和材料完整性，热影响区（HAZ）和马氏体相变等等温效应也清晰可见。
关键词： 垂直度，22MnB5，显微硬度，二氧化碳激光器，切缝宽度
更新于2025-09-19 17:13:59
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不锈钢板曲面轮廓CO?激光切割优化
摘要： 激光切割是基于热能的非接触式先进加工工艺中最广泛应用的技术之一。近年来，为提升激光切割工艺性能已开展了大量实验研究。本研究针对2.5毫米厚304不锈钢的CO?激光切割参数展开探讨，重点分析了通过合理选择工艺参数实现最小切缝宽度切割不锈钢板材的工艺质量。研究涉及的参数包括激光输出功率、切割速度和气体压力。通过采用Box-Behnken设计的响应面法监测切缝上缘宽度与下缘宽度，进一步探究了切割参数对加工质量的影响。最终运用遗传算法优选出最佳CO?激光切割参数组合。
关键词： 切缝宽度，304不锈钢，二氧化碳激光切割，GA，响应面法
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用遗传算法与多元回归分析混合方法对钛合金薄板激光切割过程中切削参数的多目标优化
摘要： 如今，先进工程材料在航空航天、国防和医疗领域发挥着关键作用。钛及其合金因其优异性能和良好机械特性，在工业各领域需求旺盛，是重要的先进工程材料之一。然而，由于钛及合金的不利特性，常规加工工艺难以实现其应用所需的精密高质量切割。激光切割工艺可有效缓解这一问题。本研究采用300W先进Nd:YAG激光切割系统对钛合金板材进行加工，重点在于钛合金（5级）激光切割过程中同步优化切缝宽度和切缝偏差。通过多元回归分析建立了切缝宽度与切缝偏差的二次回归模型，并运用遗传算法对模型进行多目标优化。结果表明：切缝宽度优化提升29.78%，切缝偏差优化提升95%；当两项质量指标等权重时，综合优化率达27.39%。研究同时讨论了工艺参数对质量特性的影响。
关键词： 多元回归分析，切缝偏差，激光切割，混合方法，切缝宽度，遗传算法
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于回归分析的粒子群优化方法在Inconel-718合金板激光切割加工参数优化中的应用
摘要： 本实验工作描述了采用回归建模与粒子群优化(PSO)混合方法来优化Inconel-718板材激光切割过程中的工艺参数。实验采用辅助气体压力、离焦量、切割速度和激光功率四个加工参数进行。以切缝宽度和切缝锥度作为输出质量特性指标。通过精心设计的L27正交表开展实验，并基于实验数据建立了切缝宽度和切缝锥度的二阶回归模型。利用该二阶回归模型通过粒子群优化算法进行参数寻优。实验结果与最优结果的对比表明：切缝宽度和切缝锥度这两个质量特性分别实现了约10%和57%的单独改善，整体优化效果达到46%。最后还讨论了不同工艺参数对各项性能的影响，参数效应分析显示：最小切缝锥度可在激光功率最低值与离焦量中间值条件下获得。
关键词： 切缝锥度、粒子群优化、切缝宽度、激光切割、因科镍718合金
更新于2025-09-16 10:30:52