连杆裂解技术是一种根据断裂力学的理论,利用施加载荷对连杆大头孔充分引裂和催裂,控制裂纹走向且实现连杆可控断裂,最终使半加工连杆断裂成连杆体和连杆盖两部分的加工工艺,而连杆裂解的关键因素是要保证连杆裂解槽的加工质量。国内加工连杆裂解槽主要运用机械拉削和电火花线切割,机械拉削的刀具出现磨损后,会使得裂解槽底端曲率半径增大,且深度变浅,影响连杆胀断;电火花线切割生产效率较低;而激光加工连杆裂解槽的优势明显,不仅加工效率高,无刀具磨损,而且加工出的裂解槽质量高,位置精度高,已逐渐成为连杆裂解槽的重要加工方式。本课题组提出利用光纤激光加工连杆裂解槽,并与广东四会实力连杆有限公司联合研发国内首台光纤激光加工连杆裂解槽专用设备,在实际加工过程中,因激光切槽过程十分复杂,其中包含多种工艺参数和影响因素,使得激光切槽工艺具有一定的参数选择困难,所以对激光加工连杆裂解槽进行工艺实验和研究尤为重要。本文以光纤激光的作用原理和激光切槽技术为理论基础,研究了激光加工工艺参数对连杆裂解槽的几何参数作用机制,并针对实际加工生产进行参数优化,研究了激光加工参数对裂解槽壁面产生微裂纹影响规律。主要的研究内容和相应结论如下:(1)运用COMSOL仿真,研究脉冲能量对材料温度场分布的影响规律。随着脉冲能量的增大,热作用影响越明显,光斑中心的温度越高,裂解槽的深度和宽度随之增大,通过脉冲能量的大小改变连杆裂解槽的几何形貌,从而获得要求尺寸的连杆裂解槽;(2)研究激光加工工艺参数包括激光器参数和设备控制参数对裂解槽几何尺寸的影响。对于激光器参数,随着峰值功率、脉冲宽度和脉冲频率的增大,裂解槽深度和槽宽增加,曲率半径增大,张角的变化不明显;对于设备控制参数,随着切槽速度的增加,裂解槽深度和宽度减小,曲率半径增加,张角变化不明显,对于辅助气体及其气压的选择应及时吹除废料、配合激光器参数加工以达到淬火效果,对于离焦量,出于得到同一激光器加工参数下最大的槽深,选择负离焦位置加工连杆裂解槽;(3)研究加工工艺参数对裂解槽壁面微裂纹的产生和生长的影响,发现了随着峰值功率减小,切槽速度的提高,裂解槽壁面裂纹长度减小且分散排布在起伏的槽底面上。随着峰值功率的增大,微裂纹的长度密度增大,面积密度随之增大,渗碳体起着主要的影响作用;随着峰值功率的增大,微裂纹的平均宽度先减小后增大,氧化物起着主要的影响作用;(4)优化加工连杆裂解槽的工艺参数。根据正交实验的结果,得到了峰值功率、脉冲宽度、脉冲频率和切槽速度对裂解槽深度、宽度、张角和曲率半径的影响主次关系和因素的显著性,分析了峰值功率和脉冲宽度的交互作用与裂解槽深度和宽度的关系,为加工连杆裂解槽的工艺参数选择提供了重要依据。最后,运用正交实验的结果,对JL4T18型号连杆的裂解槽加工工艺参数进行预估,并进行加工验证,得到理想的加工效果,成功地运用于实际生产中。