11、激光加工玻璃与金属的研究进展

激光加工玻璃与金属的研究进展

1. 钠钙玻璃的可控断裂

在钠钙玻璃的直线切割过程中，裂纹的扩展主要受基板边缘附近的影响，在切割路径的前缘和后缘会出现类似的侧裂纹。
- 应力分析 ：对接触区施加不同的加载力进行应力分析，结果表明，随着球透镜加载力的增加，法向应力和剪应力的大小都会增加。法向应力在 x 轴上的分布变化显著，而接触加载对剪应力的影响不明显。
- 裂纹模式 ：直线切割中的典型裂纹模式如图 13 所示，侧裂纹总是出现在前缘和后缘，也可能随机出现在中间区域的直线裂纹上。
|区域|描述|
| ---- | ---- |
|前缘（A 区）|对应裂纹分布长度为 LA|
|中间区域（B 区）|对应裂纹分布长度为 LB|
|后缘（C 区）|对应裂纹分布长度为 LC|

• 激光功率和加载力的影响
  • 激光功率 ：当球透镜接触力为零时，前缘侧裂长度 LA 随激光功率增加而增加，中间区域直线切割长度 LB 也随激光功率增加而增加，后缘裂纹区域长度 LC 在不同激光功率下平均约为 5mm，中间区域侧裂纹数量 Ds 在不同激光功率下相似。
  • 加载力 ：在恒定激光功率下，中间区域裂纹分布长度 LB 在加载力小于 15N 时会增加，球透镜加载力的增加会减小前缘长度 LA，显著提高中间区域直线切割长度 LB，后缘裂纹分布长度 LC 在不同加载力下变化不大，但中间区域侧裂纹数量 Ds 受加载力影响具有较大