干氣密封端面型槽可控激光制備的參數(shù)模型及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

王衍 ，孔康杰 ，何一鳴 ，王英堯 ，劉永振 ，趙全忠

（1.江蘇海洋大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005；2.南京萃智激光應(yīng)用技術(shù)研究院有限公司，江蘇 南京 210034）

干氣密封是一種動(dòng)壓型非接觸式密封［1-2］，主要解決了機(jī)械密封的干運(yùn)轉(zhuǎn)難題，憑借零泄漏、無(wú)磨損、低能耗等優(yōu)勢(shì)在石油、冶金和化工領(lǐng)域逐漸取代傳統(tǒng)接觸式機(jī)械密封［3］.干氣密封區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械密封的關(guān)鍵技術(shù)特征是需在密封端面開設(shè)微米級(jí)動(dòng)壓槽型［4］，使旋轉(zhuǎn)氣體能夠在微米級(jí)槽深的引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)定向增壓.如何通過(guò)加工工藝實(shí)現(xiàn)介觀槽深和槽底粗糙度的精確控制，直接影響干氣密封的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行效果［5-7］.而且，實(shí)現(xiàn)一定工況下的既定最優(yōu)槽深是干氣密封理論研究對(duì)實(shí)際應(yīng)用的具體指導(dǎo)和要求.對(duì)干氣密封粗糙度的精準(zhǔn)控制，一方面，源于微米級(jí)槽深本身已屬于介觀尺度，當(dāng)粗糙度與槽深處于相近量級(jí)時(shí)將使目標(biāo)槽深的定義失去意義；另一方面，多數(shù)情況下粗糙度對(duì)密封性能是有較大影響的.研究表明［8-9］：在相同工況和表面綜合均方根差的條件下，粗糙表面的干氣密封開啟力、氣膜剛度和摩擦扭矩均大于光滑表面；槽底面和軟環(huán)密封端面的表面粗糙度對(duì)干氣密封的性能具有較大影響.

Etsion 等［10-11］于1996 年提出微孔織構(gòu)化端面密封技術(shù)，并于1999 年成功將激光雕刻技術(shù)應(yīng)用于多孔端面機(jī)械密封的加工，顯著提升了機(jī)械密封的使用壽命.Chichkov 等［12］于1996 年研究了飛秒、皮秒、納秒激光的微觀加工創(chuàng)面，認(rèn)為激光加工的時(shí)間越短，激光燒蝕（Laser Ablation）在加工過(guò)程中的比重就越大，擴(kuò)散（Diffusion）的比重越小，加工創(chuàng)面將越發(fā)平整、理想.蓋曉晨［13］研究了飛秒激光的脈沖能量、掃描速度以及加工輔助氣體對(duì)加工碳化硅（SiC）材料的影響，指出一定材料表面形貌下，降低掃描速度或增加脈沖能量都會(huì)提高材料的去除量，它們之間的關(guān)系呈非線性.毛文元等［14］基于納秒激光加工技術(shù)，研究了給定深度和粗糙度指標(biāo)下，工藝參數(shù)對(duì)碳化硅和碳化鎢這兩種材料上螺旋槽深度和粗糙度的影響，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，研究了各個(gè)參數(shù)的影響程度.2021年，毛文元等［15］進(jìn)一步利用ACE非參數(shù)回歸的方法建立了工藝參數(shù)與深度和粗糙度的關(guān)系，篩選出的參數(shù)基本可以達(dá)到兼顧加工效率和質(zhì)量的要求.上述實(shí)驗(yàn)證明了采用離散編程方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工參數(shù)的優(yōu)化，但尚未建立或深入探討加工參數(shù)與加工現(xiàn)象的內(nèi)在物理聯(lián)系.

本文圍繞干氣密封槽型加工過(guò)程中的槽深和粗糙度兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，采用公式推導(dǎo)、編程模擬等方法，探討光斑直徑和填充間距對(duì)加工深度和粗糙度的影響，以期得到較為準(zhǔn)確的加工參數(shù)-質(zhì)量指標(biāo)關(guān)系模型.與實(shí)驗(yàn)加工結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，建立最優(yōu)參數(shù)的區(qū)間范圍，完善基于材料氣化閾值的激光精密加工思路，為干氣密封高效精密制備提供理論基礎(chǔ).

1 理論模型

1.1 數(shù)學(xué)模型

結(jié)合實(shí)際加工情況，對(duì)加工模型作如下假設(shè)：1）光斑無(wú)衰減、加工創(chuàng)面理想；2）加工和檢測(cè)設(shè)備有良好的重復(fù)定位精度、運(yùn)動(dòng)精度、振動(dòng)穩(wěn)定性；3）忽略數(shù)控操作延遲影響.

基于以上假設(shè)，激光加工過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)完全燒蝕，本文主要探究激光光斑直徑、填充間距對(duì)密封環(huán)加工槽深及粗糙度的影響.根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)［16］，單個(gè)光斑加工深度與激光器光斑能量、光斑直徑及材料屬性系數(shù)有關(guān)，為消除光斑能量和材料屬性的影響，定義無(wú)量綱加工深度h*如下：

其中，A、B分別為與材料屬性和激光器相關(guān)的變量，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)用激光器參數(shù)通過(guò)采用無(wú)量綱形式消除A、B的影響，無(wú)量綱基準(zhǔn)值采用激光器標(biāo)準(zhǔn)值（光斑直徑ds=15 μm，光斑間距S=15 μm）.

激光加工材料總?cè)コ縓為加工區(qū)域內(nèi)光斑數(shù)量與單個(gè)光斑加工深度h*的乘積，規(guī)定一定范圍內(nèi)橫向和縱向的光斑數(shù)量分別為m、n，則激光加工材料總?cè)コ縓可表示為：

定義光斑間距為S時(shí)，實(shí)際加工面積M為：

從而，開槽深度ha即為總?cè)コ縓與實(shí)際加工面積M的比值：

為考慮加工區(qū)域內(nèi)所有激光光斑重疊情形，本文采用面積均方差（面粗糙度）Ras 評(píng)價(jià)槽區(qū)加工質(zhì)量，建立面粗糙度理論模型.實(shí)際加工區(qū)域的主體是由若干個(gè)邊長(zhǎng)為一個(gè)填充間距S的正方形組成，圖1所示為一個(gè)正方形加工區(qū)域內(nèi)光斑重疊情況.

圖1 光斑重疊區(qū)域示意圖Fig.1 Diagram of spot overlap area

可以看出，此時(shí)的加工區(qū)域包含2h*（重疊2次）、h*（重疊1次）、0（無(wú)光斑）三種深度分布，對(duì)應(yīng)的面積分別為M2、M1、M0：

基于以上分析，假設(shè)實(shí)際加工區(qū)域內(nèi)包含的重疊次數(shù)為c1，c2，…，ci（ci為正整數(shù)），對(duì)應(yīng)的加工深度可表示為c1h*、c2h*，…，cih*.通過(guò)對(duì)整個(gè)加工區(qū)域內(nèi)相同重疊數(shù)匯總，建立面粗糙度Ras理論模型：

其中，Mi為與cih*對(duì)應(yīng)的加工面積.

1.2 計(jì)算模型

當(dāng)光斑間距過(guò)小且重疊次數(shù)過(guò)大時(shí)，正確分辨ci非常困難，直接應(yīng)用上述模型進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的分析就顯得十分繁瑣，進(jìn)一步合并統(tǒng)計(jì)Mi幾乎無(wú)法完成.例如取光斑直徑ds=15 μm、光斑間隔S=1 μm 時(shí)，此時(shí)加工區(qū)域內(nèi)最大重疊次數(shù)可達(dá)174.鑒于此，可選擇采用編程計(jì)算進(jìn)行求解.

建立如圖2 所示m=n=1 000 的單位長(zhǎng)度數(shù)值模擬加工區(qū)域，區(qū)域面積由該區(qū)域內(nèi)陣列點(diǎn)數(shù)量表示，即圖示右上角洋紅色圓形區(qū)域面積可由其包含的綠色陣列點(diǎn)數(shù)表示，據(jù)此可在程序計(jì)算中確定任意光斑位置和面積.

圖2 光斑重疊示意圖Fig.2 Diagram of spot overlap

采用Python軟件對(duì)上述模型求解，取光斑直徑ds=15 μm，記每個(gè)光斑加工深度為1 個(gè)單位深度，則每個(gè)陣列點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加工深度可由距該點(diǎn)距離小于ds/2的圓心數(shù)量決定.通過(guò)改變填充間距S研究加工深度變化規(guī)律，以圖2 為例，黑色陣列點(diǎn)表示任何光斑的圓心距離該點(diǎn)都大于ds/2，綠色陣列點(diǎn)表示僅存在一個(gè)光斑滿足圓心距離該點(diǎn)小于ds/2，紅色陣列點(diǎn)表示滿足條件的光斑數(shù)量為兩個(gè)，以此類推.根據(jù)實(shí)際加工特點(diǎn)，圓心位于模擬加工區(qū)域內(nèi)即被視為有效圓心，編程計(jì)算流程圖如圖3所示.

圖3 計(jì)算模型流程圖Fig.3 Flow chart of calculation model

2 數(shù)值模擬

2.1 填充間距的影響

實(shí)驗(yàn)研究表明［17］，當(dāng)填充間距S超過(guò)光斑直徑ds時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)加工現(xiàn)象，為保證分析研究對(duì)應(yīng)的實(shí)際加工具有良好的連續(xù)性，取填充間距小于光斑直徑進(jìn)行分析.

圖4 所示為填充間距S變化對(duì)數(shù)值模擬槽深ha1和面粗糙度Ras1的影響規(guī)律圖，由圖4 可以看出，槽深ha1和面粗糙度Ras1隨填充間距的變化規(guī)律非常相似，整體都是隨填充間距的增大呈下降趨勢(shì).在S＜7 μm 區(qū)間，槽深和粗糙度受填充間距影響非常顯著，隨著填充間距的增大（S≥7 μm 以后），二者基本呈緩慢降低的變化趨勢(shì).

圖4 無(wú)量綱槽深和面粗糙度隨填充間距模擬計(jì)算（ds=15 μm）Fig.4 Simulated calculation of dimensionless groove depth and surface roughness with filling spacing（ds=15 μm）

2.2 光斑直徑的影響

圖5 所示為光斑直徑ds變化對(duì)數(shù)值模擬槽深ha1和面粗糙度Ras1的影響規(guī)律圖，由圖可以看出，面粗糙度受光斑直徑的影響較大，隨著光斑直徑的增大，面粗糙度呈先緩慢增大后迅速升高的趨勢(shì)，臨界分界點(diǎn)約在ds=7 μm.與面粗糙度表現(xiàn)不同，槽深受光斑直徑的影響不顯著，基本隨光斑直徑的增大呈小幅度的緩慢下降趨勢(shì).

圖5 無(wú)量綱槽深和面粗糙度隨光斑直徑模擬計(jì)算（S=1 μm）Fig.5 Simulated calculation of dimensionless groove depth and surface roughness with spot diameter（S=1 μm）

3 實(shí)驗(yàn)加工及驗(yàn)證

3.1 試件及實(shí)驗(yàn)條件

激光加工設(shè)備采用南京惠鐳光電科技有限公司研制的HL-M7-20-V 型號(hào)光纖激光打標(biāo)機(jī)，激光加工平臺(tái)如圖6 所示，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工功率、光斑直徑、填充間距、加工速度、重復(fù)頻率等工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)；檢測(cè)設(shè)備采用陜西威爾機(jī)電科技有限公司研制的SPR2002N型粗糙度輪廓儀，輪廓儀測(cè)量線性精度最高可達(dá)0.8 μm，粗糙度測(cè)量線性精度最高可達(dá)5 nm，可以完成樣品槽深和粗糙度的檢測(cè).實(shí)驗(yàn)密封環(huán)選用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅（SiC）材質(zhì)，以2 mm×2 mm 正方形結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn)，加工樣品如圖7 所示.參數(shù)設(shè)置如表1所示，實(shí)驗(yàn)主要探究開槽深度ha和粗糙度Ras隨光斑直徑和填充間距的變化規(guī)律，并正與模型進(jìn)行對(duì)比.

表1 加工參數(shù)Tab.1 Processing parameters

圖6 激光加工平臺(tái)Fig.6 Laser processing bench

圖7 密封樣品圖Fig.7 Diagram of seal samples

3.2 激光加工與測(cè)量

3.2.1 實(shí)驗(yàn)加工

實(shí)驗(yàn)前，采用蘸了75%酒精溶液的無(wú)塵布將試件清潔后放置于工作臺(tái)上；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)激光使其聚焦于試件表面，按照表1 所示參數(shù)進(jìn)行加工，全程佩戴一次性手套.實(shí)驗(yàn)后，用含有75%酒精溶液噴霧器清洗實(shí)驗(yàn)加工槽并用無(wú)塵布擦拭干凈.

3.2.2 樣品測(cè)量

測(cè)量槽深的路徑選擇：以實(shí)驗(yàn)密封環(huán)光滑未加工面為基準(zhǔn)面，深度探針運(yùn)動(dòng)路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)均在基準(zhǔn)面上，中間經(jīng)過(guò)加工區(qū)域，且經(jīng)過(guò)加工區(qū)域的長(zhǎng)度不小于總路徑長(zhǎng)度的一半.按照該方法選擇三條不重合的加工路徑，測(cè)量結(jié)果為多次測(cè)試深度的平均值，記為ha2.測(cè)量粗糙度的路徑選擇：粗糙度探針運(yùn)動(dòng)路徑始終在加工區(qū)域內(nèi)，按照該方法同樣選擇三條不重合的路徑，粗糙度仍取各條測(cè)試路徑所得的平均值，記為Ras2.

在軟件界面中，X軸為測(cè)針沿著工件滑行路徑方向，Z軸為測(cè)針上下位移指示方向，由測(cè)針電學(xué)式長(zhǎng)度傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后經(jīng)放大、濾波、計(jì)算后由軟件顯示出表面粗糙度數(shù)值.如圖8 所示，槽深數(shù)值為實(shí)驗(yàn)測(cè)量平均深度，槽區(qū)上部直線為檢測(cè)結(jié)果基準(zhǔn)線，槽區(qū)底部直線為槽底加工表面粗糙度均值線，由圖可以看出，密封環(huán)槽底整體加工質(zhì)量良好.圖9 所示為實(shí)驗(yàn)加工區(qū)域粗糙度檢測(cè)結(jié)果圖，由圖可以看出，加工區(qū)域粗糙度整體也較均勻，峰值和谷值波動(dòng)位于±1 μm以內(nèi)，均勻度良好.

圖8 實(shí)驗(yàn)槽深檢測(cè)結(jié)果Fig.8 Experimental groove depth detection results

圖9 實(shí)驗(yàn)粗糙度檢測(cè)結(jié)果Fig.9 Experimental roughness detection results

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比驗(yàn)證

為進(jìn)行不同參數(shù)下數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)加工槽深的對(duì)比，對(duì)數(shù)值和實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化無(wú)量綱處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析研究.

3.3.1 槽深結(jié)果對(duì)比

圖10 所示為變填充間距S（S＜ds=15 μm）時(shí)模擬槽深ha1和加工槽深ha2的結(jié)果對(duì)比圖.可以看出，實(shí)驗(yàn)加工槽深ha2隨填充間距的變化規(guī)律與理論模型計(jì)算結(jié)果匹配較好，槽深的變化趨勢(shì)與數(shù)值模擬結(jié)果基本一致，均隨著填充間距的增大而減小，當(dāng)S≥4 μm 時(shí)，實(shí)驗(yàn)加工槽深與數(shù)值模擬槽深數(shù)值之間的誤差越來(lái)越小.

圖10 變填充間距下無(wú)量綱實(shí)驗(yàn)槽深與模擬槽深對(duì)比（ds=15 μm）Fig.10 Comparison of the dimensionless experimental and simulated groove depths under varying filling spacing（ds=15 μm）

圖11 所示為填充間距S=1 μm 時(shí)變光斑直徑下實(shí)驗(yàn)槽深與模擬槽深結(jié)果對(duì)比圖，可以看出，實(shí)驗(yàn)加工槽深ha2隨光斑直徑的變化規(guī)律為基本圍繞理論模型計(jì)算結(jié)果上下波動(dòng)，實(shí)際加工槽深受光斑直徑變化的影響，呈現(xiàn)波動(dòng)性變化，與理論結(jié)果符合較好.

圖11 變光斑直徑下無(wú)量綱實(shí)驗(yàn)槽深與模擬槽深對(duì)比（S=1 μm）Fig.11 Comparison of the dimensionless experimental and simulated groove depths under variable spot diameter（S=1 μm）

加工槽深隨光斑直徑變化呈波動(dòng)性變化，分析認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因：一方面是由于實(shí)際加工中光斑直徑的變化會(huì)造成光斑能量的變化，二者相互作用產(chǎn)生部分抵消的效果，而在數(shù)值計(jì)算中沒(méi)有考慮能量變化的影響；另一方面是由于實(shí)驗(yàn)樣品表面本身具有一定的粗糙度，在數(shù)值計(jì)算中未考慮這方面的影響.

3.3.2 粗糙度結(jié)果對(duì)比

圖12 所示為變填充間距S（S＜ds=15 μm）時(shí)模擬面粗糙度Ras1和加工面粗糙度Ras2的結(jié)果對(duì)比圖.由圖12 可以看出，當(dāng)1 μm≤S≤3 μm 時(shí)，加工粗糙度與模擬粗糙度數(shù)值差距較大，但其變化趨勢(shì)相似；當(dāng)S≥4 μm 時(shí)，實(shí)驗(yàn)加工粗糙度隨填充間距的變化規(guī)律與理論模型計(jì)算結(jié)果匹配較好，兩者變化趨勢(shì)基本一致，均隨著填充間距的增大而減小.

圖12 變填充間距下無(wú)量綱實(shí)驗(yàn)粗糙度與模擬面粗糙度對(duì)比（ds=15 μm）Fig.12 Comparison of the dimensionless experimental and simulated surface roughness under varying filling spacing（ds=15 μm）

圖13 所示為變光斑直徑變化對(duì)數(shù)值模擬面粗糙度Ras1和實(shí)驗(yàn)加工面粗糙度Ras2結(jié)果對(duì)比圖.可以看出，數(shù)值模擬粗糙度隨著光斑直徑的增大而增大，而實(shí)驗(yàn)加工粗糙度隨光斑直徑的增大在固定數(shù)值處呈現(xiàn)一定的波動(dòng)變化，與數(shù)值模擬結(jié)果有較大差異.究其原因，除了實(shí)驗(yàn)樣品表面自有粗糙度影響以外，還有兩個(gè)因素：一是理論模型的不完善，二是加工實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的熔融物擴(kuò)散現(xiàn)象.

圖13 變光斑直徑下無(wú)量綱實(shí)驗(yàn)面粗糙度與模擬面粗糙度對(duì)比（S=1 μm）Fig.13 Comparison of the dimensionless experimental and simulated surface roughness under variable spot diameter（S=1 μm）

一方面，上文粗糙度理論模型通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算區(qū)域內(nèi)各深度分布的平方平均數(shù)，模擬加工區(qū)域邊緣始終存在過(guò)渡加工區(qū)域，如圖14 所示.過(guò)渡加工區(qū)分布于加工區(qū)域的四周，其深度差隨填充間距的減小逐漸明顯，并向內(nèi)延伸約一個(gè)光斑直徑的長(zhǎng)度，在計(jì)算平均深度時(shí)因面積占比小而影響有限，但在計(jì)算粗糙度時(shí)，深度的均值差是按平方計(jì)算的，會(huì)進(jìn)一步放大深度偏差的影響，造成粗糙度計(jì)算出現(xiàn)較大誤差，進(jìn)而造成模擬粗糙度大于實(shí)際測(cè)量粗糙度的現(xiàn)象.

圖14 模擬加工區(qū)域內(nèi)部深度-面積區(qū)域分布示意圖Fig.14 Diagram of depth-area distribution in simulated machining area

另一方面，激光加工的創(chuàng)面形狀與激光器的脈沖時(shí)間有關(guān)，單脈沖加工時(shí)間越長(zhǎng)，創(chuàng)面周圍的熔融物擴(kuò)散就越明顯.圖14 所示模擬加工區(qū)域與文獻(xiàn)［18］加工實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨于一致，由于熔融物擴(kuò)散現(xiàn)象的存在，加工深度差異減小，而數(shù)值模擬未考慮熔融物擴(kuò)散現(xiàn)象，使得數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)加工存在差異.

綜上而言，雖然存在一定誤差，但數(shù)值方法整體可以較好地反應(yīng)實(shí)際激光加工情況，對(duì)于干氣密封激光開槽相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化研究，可通過(guò)這一方法進(jìn)行系統(tǒng)分析.

4 參數(shù)優(yōu)化

本文采用TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，逼近理想解排序方法）這一綜合評(píng)價(jià)方法評(píng)估光斑直徑和填充間距對(duì)加工質(zhì)量的影響，并將加工效率作為評(píng)估過(guò)程中的可選項(xiàng).TOPSIS 是多目標(biāo)決策分析中一種常用的有效方法，又稱為優(yōu)劣解距離法.該方法根據(jù)有限個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行排序，要求各效用函數(shù)具有單調(diào)遞增（或遞減）性即可，是在對(duì)現(xiàn)有的對(duì)象中進(jìn)行相對(duì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià).

依據(jù)實(shí)際加工測(cè)試數(shù)據(jù)（槽深、粗糙度各120組），建立深度和粗糙度數(shù)據(jù)結(jié)果矩陣，加工效率采用完成加工所需光斑數(shù)量n代替，n值越大表示加工效率越低.定義加工深度ha2為效益型指標(biāo)（單調(diào)遞增），加工面粗糙度Ras2和光斑數(shù)量n為成本型指標(biāo)（單調(diào)遞減）.進(jìn)而根據(jù)是否考慮加工效率建立兩種決策模型，一種是綜合考慮加工深度、面粗糙度和加工效率（三元素），三者分別占決策得分權(quán)重的20%、40%、40%；另一種是不考慮加工效率，僅考慮加工深度和粗糙度（雙元素）的影響，二者分別占決策得分權(quán)重30%、70%.決策模型如下式所示：

式中：Zi為決策模型的指標(biāo)權(quán)重矩陣（i=1，2）；A1為三元素矩陣；A2為雙元素矩陣.

Si在0～1之間，得分越大，代表該方案越好.最終得到兩種方案的決策得分分布如圖15所示.

圖15 不同決策模型得分Fig.15 Scores of different decision models

由圖15 可知，考慮加工效率（三元素模型）時(shí)的最優(yōu)參數(shù)區(qū)間為8 μm≤S≤15 μm，9 μm≤ds≤15 μm；不考慮加工效率（雙元素模型）時(shí)的最優(yōu)參數(shù)區(qū)間為5 μm≤S≤10 μm，5 μm≤ds≤15 μm.可以看出，對(duì)于加工效率的考慮，可以促使最優(yōu)填充間距范圍增大，與實(shí)際加工情形相符.

5 結(jié)論

1）建立了包含光斑直徑和填充間距兩個(gè)變量的加工深度和粗糙度預(yù)測(cè)模型，可成功用于指導(dǎo)干氣密封精密激光加工.

2）實(shí)驗(yàn)表明，連續(xù)加工條件下，隨著填充間距的增大，加工深度和粗糙度均呈顯著降低趨勢(shì)；調(diào)節(jié)光斑直徑不能顯著改變加工深度和粗糙度的大小.

3）對(duì)比模擬數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的匹配情況，研究了加工深度、粗糙度與光斑直徑、填充間距的關(guān)系，誤差原因主要在于數(shù)值模擬未能考慮熔融物擴(kuò)散和激光加工失焦等因素.

4）采用TOPSIS 綜合評(píng)價(jià)方法，分別得到了是否考慮加工效率情況的最優(yōu)參數(shù)選擇區(qū)間，結(jié)果與實(shí)際符合良好.