低温风冷辅助激光切割2024铝合金工艺研究

王光鹏¹ 吴登杰² 赵乙椤³ 林立¹ 孟强¹

1 重庆交通大学航空学院，重庆，400074；

2 中国人民解放军32620部队，青海西宁，455001；

3 中航成飞民用飞机有限责任公司，四川成都，610031；

摘要：激光切割铝合金材质时，切口处都会产生一定宽度的热影响区，本文针对厚度为2mm的2024铝合金激光切割过程中，提出一种新型低温风冷辅助方法来降低切割工件的热影响区，并发现最佳激光工艺参数。实验发现，设计不同切割参数下，两种加工方式的热影响区宽度变化规律。在激光功率为2000W～2500W、切割速度为7m/min～9m/min之间时选择-50℃低温冷风时对热影响区宽度抑制更明显；在激光功率为2500W～3000W、切割速度为5m/min～6m/min之间时选择-60℃低温冷风对热影响区宽度抑制更明显。热影响区宽度最低可达6.5μm。基于正交实验分析热影响区宽度影响因素主次：激光功率最大，切割速度次之，最后是冷却温度。

关键词：激光切割；冷风辅助气体；2024铝合金；热影响区；蒙皮加工

参考文献

[1]吴辰.钛合金蒙皮激光切割质量及力学性能影响分析[D].汉中:陕西理工大学,2020.

[2]吴睿,张晓清,宋体杰,等.TA15钛合金激光切割热影响区的组织与性能研究[J].热加工工艺,2018,47(13):75-78.

[3]Sharifi M, Akbari M. Experimental investigation of the effect of process parameters on cutting region temperature and cutting edge quality in laser cutting of AL6061T6 alloy[J]. Optik, 2019, 184(06): 457-463.

[4]Beausoleil C, Sarvestani H Y, Katz Z, et al. Deep and high precision cutting of alumina ceramics by picosecond laser[J]. Ceramics International, 2020, 46(10): 15285-15296.

[5]周志超,崔全法,杨艳龙,等.激光切割热影响区的分析[J].物理测试,2019,37(01):14-17.

[6]武伟超,王永军,张新娟,等.2A12铝合金激光切割热影响区及其影响分析[J].航空制造技术,2010,58(09):91-93+97.

[7]陈聪,高明,王磊,等.AA6061铝合金薄板光纤激光切割工艺研究[J].中国机械工程,2013,34(05):15-19