研究目的
研究一种基于蒸汽压力的Ti6Al4V表面结构化新型混合激光工艺,重点考察脉冲能量和激光脉冲次数对表面结构形成的影响,并将该工艺的体积再分配率与其他激光纹理化技术进行对比。
研究成果
该研究成功展示了利用连续波与脉冲激光辐射的混合工艺对Ti6Al4V进行可控结构化。实现了高达100微米的结构高度,体积再分配速率达到28.37立方毫米/分钟。该工艺在表面结构化应用方面显示出巨大潜力,能够根据脉冲能量和脉冲数量控制结构高度。
研究不足
该过程受限于脉冲能量及在不引起显著材料蒸发或喷射的前提下可施加的脉冲数量。最大脉冲数受到结构化所用脉冲能量的约束,以避免不受控的熔体喷射。
1:实验设计与方法选择:
采用脉冲激光辐射材料烧蚀与连续激光辐射材料重熔相结合的混合工艺。
2:样品选择与数据来源:
制备Ti6Al4V圆柱形试样并进行激光重熔处理。
3:实验设备与材料清单:
分别使用Yb:YAG碟片激光器(连续激光)和Nd:YAG光纤激光器(脉冲激光)。
4:实验步骤与操作流程:
通过连续激光辐射形成熔池,并叠加脉冲激光辐射使少量熔融材料蒸发。
5:数据分析方法:
采用白光干涉仪分析表面结构。
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获取完整内容-
White light interferometer
NewView 7300
Zygo
Used to digitize the generated single tracks for surface analysis.
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MicroSpotMonitor
MSM
Primes
Characterizes the cw and pulsed laser beams in and close to their focal plane.
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Yb:YAG disk laser
TruMicro 7051
Trumpf
Generates continuous laser radiation for creating a melt pool on the Ti6Al4V surface.
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Nd:YAG fiber laser
SPI G3
SPI
Generates pulsed laser radiation for evaporating small amounts of molten material from the melt pool.
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Oxygen measuring instrument
SGM5T
ZIROX
Monitors the residual oxygen content of the process gas atmosphere.
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