基于内全反射的激光与电化学加工技术发展

摘要： 针对现有激光与电化学复合加工（LECM）技术在控制加工精度、加工深度极限和锥度角方面存在的问题，本研究提出了一种基于内全反射的新型LECM技术（LECM-ITR）。该技术通过同步引导电解液射流与激光束至加工区域，利用管状电极深入工件内部的特点，使激光能在低衰减状态下作用于深孔加工区域，通过激光材料相互作用与电化学溶解协同实现材料去除。实验成功在铝合金和不锈钢工件上加工出深度2mm的小孔，结果表明：LECM-ITR技术可使侧隙减小23.6%，锥度角降低60.8%，材料去除率提升118.8%。研究揭示了该技术提升材料去除率与加工精度的机理：(1)加工区激光诱导温升通过提高电流密度增强电化学加工效率；(2)加工区双电层时间常数因厚阳极氧化层形成而增大，从而提升电化学加工精度。