脉冲nd：yag激光开槽c70s6连杆裂解工艺参数的研究[外文翻译].rar

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脉冲Nd:YAG激光开槽C70S6连杆裂解工艺参数的研究

1.1摘 要：
本文主要讨论了采用Nd:YAG脉冲激光器，激光开槽C70S6钢制连杆裂解技术。通过不同工艺参数下的有限元模拟及物理实验，调查了工艺参数对预制切口尺寸和形态的影响。实验中，采用光学显微技术测定了预制切口尺寸，采用扫描电子显微镜观察了切口形态。实验结果与预期结果一致。有限元模拟与实验结果有较好一致性，表明了其可行性和可靠性。根据模拟和实验两种方法的主要发现，预测了不同裂解连杆的最佳工艺参数范围，即柔性的切口深度调控、小于0.08mm的曲率半径和18-261°范围内的开角度。结果显示被裂解实验验证的预测工艺参数范围适合于制作良好的预制切口。
1.2引 言
发展于20世纪九十年代的裂解法是目前最新的发动机连杆制造加工技术，是传统加工处理方法的一次伟大变革。它具有高产品质量，高生产率，以及低成本等一系列优点。
预制切口的加工是裂解处理过程中三个关键的工序之一。拉削（传统方法）和激光开槽是制作切口的两种主要方法。激光开槽最关键的优点在于其无触点的加工、良好的制造质量、可再现的加工精度等。而拉削法机械加工性差、工具保养维修频繁，费用昂贵。因此，激光开槽法正逐渐取代机械加工法。Alfing Kessler Sondermaschinen Gmbh 和Mauser Group (德国), Honda Co. (日本), Lasag Co. (瑞士)等已经开发出了不同类型的适于裂解连杆的激光开槽机。通常，这些开槽机均使用Nd-YAG激光器。
目前，像SPLITASCO系列钢（法国）、C70S6钢（德国）、S53CV-FS钢、S50CVS1钢（日本）等，用于裂解连杆的特殊原料已经发展起来。其中，C70S6低合金钢由于在裂解处理中变形量小、疲劳强度和机械加工性能良好且具有价格优势等，得到了极大的发展和应用。
对于激光的应用，部分早先的研究在调查激光工艺参数的影响方面已经取得了较好成果，例如激光打印、激光钻孔、激光切割等。其间，激光开槽技术以及裂解连杆切口也被一些研究员所调查。Deen Zhang等人通过详细研究激光变换开槽在控制C70S6钢断裂性能上的影响解释了为什么激光变换开槽通常表现为疲劳裂纹。Yang等人研究了预制切口的激光切割工艺参数但缺乏深入分析。一些文献资料认为，开度角a、曲率半径r以及切口深度h是预制切口结构的三个几何参数，在他们的研究中，预制切口几何参数被优化并进行了系统的讨论。