11、钠钙玻璃与金属的激光加工研究

钠钙玻璃与金属的激光加工研究

钠钙玻璃的受控断裂

在钠钙玻璃的直线切割中，裂纹的形成和扩展受多种因素影响。
- 应力分析 ：当激光功率为 2.5W 时，对不同加载情况下沿 x 轴的正应力 σyy 和剪应力 τxy 分布进行分析。随着球透镜加载力的增加，正应力和剪应力的大小都会增加，且正应力在 x 轴上的分布变化显著，但接触加载对剪应力的影响不明显。同时，在不同激光功率和接触力下，梁中心和前沿（x = 0.375mm 处）沿 z 轴的正应力分布也有所不同，接触力会使底面（z = 0）的拉应力增加，且最大应力出现在激光通过后 x = 0.375mm 处的前沿。
- 直线切割结果
- 裂纹模式 ：典型的裂纹模式如图所示，侧边裂纹总是出现在前沿和后沿，也可能随机出现在中间区域的直线裂纹处。分别用长度 LA、LB 和 LC 表示前沿（A 区）、中间区域（B 区）和后沿（C 区）的裂纹分布区域。
- 激光功率的影响 ：当球透镜接触力为零时，前沿侧边裂纹的长度 LA 随激光功率增加而增加，中间区域直线切割的长度 LB 也随激光功率增加而增加，而后沿裂纹区域的长度 LC 在不同激光功率下变化不明显，平均约为 5mm，中间区域的侧边裂纹数量 Ds 在不同激光功率下相似。
- 接触力的影响 ：在恒定激光功率下，中间区域裂纹分布的长度 LB 会在接触力小于 15N 时随接触力增加而增加。球透镜加载力的增加会减小长度 LA，显著提高直线切割的长度 LB，后沿裂纹分布的长度 LC 在不同加载下差异不大，但中间