喷射液束电解辅助激光打孔的模拟和试验研究(英文)

再铸层和溅射物是激光打孔固有的两个缺陷,这些缺陷限制了激光打孔技术在航空工业中的应用。为解决这一问题,创新提出了喷射液束电解辅助激光打孔方法用以改善激光打孔质量。该加工方法是在激光加工中同轴施加喷射电液束,喷射电液束在加工中对工件的电化学溶解作用、有效的冷却作用以及冲刷金属熔滴作用都有助于去除再铸层和溅射物。针对这一新型加工方法,建立了二维数学模型模拟加工孔的截面轮廓并通过模拟结果与试验结果的比较得到验证。利用倍频后的脉冲Nd:YAG激光对0.5mm厚的321不锈钢片进行了喷射液束电解辅助激光打孔试验研究,并通过光学显微镜观测了加工试验结果。通过对喷射液束电解辅助激光打孔结果与空气中激光打孔的对比,证实了该新型加工方法有效去除了再铸层和溅射物,其加工效率约为空气中激光打孔的70%。     

激光微细加工的几种应用

本文介绍了激光技术进行打孔、划片和焊接等微细加工及其使用的激光器和激光焊接机的性能。可供从事微细加工者参考。     

高峰值功率激光脉冲组打孔技术

介绍在钕玻璃激光能量器件中安装一种装置，把原输出激光波形调制成一组峰值功率提高３～４倍的脉冲组，用该激光脉冲可大幅度减少打孔过程的熔融残留（再铸）层厚度和微裂纹深度，有效地提高了零件的机械疲劳强度和激光打孔能力。     

国外工艺动态

国外工艺动态激光加工技术１９９４年９月，在美国芝加哥“９４国际机床与制造技术”展览会展出了大量激光加工设备，其中ＲＯＭＯＮＩＣ公司推出了一种ＣＮＣ激光加工中心，集切削、焊接、打孔、表面改性处理于一体，实现了激光多工种加工的集成化和数控激光打孔，其功率...     

GH4037 合金毫秒激光倾斜打孔试验与仿真

针对航空发动机涡轮叶片气膜冷却孔加工问题,选取GH4037合金为研究对象,利用德国德玛吉精密激光打孔机床进行 毫秒激光倾斜打孔试验,并采用COMSOL软件进行仿真。在倾角为15°的情况下,测试了激光光束离焦量分别为负离焦、零离焦和正离焦情况下的打孔质量,在零离焦打孔时,不仅打孔深度较大,且在入口处的圆度较好,横纵向孔径差值最小。在30°和45° 2种倾角下进行打孔试验对比,结果表明：在零离焦情况下,激光脉冲数为180、重复频率为60 Hz、脉宽为1 ms、脉冲能量为1.2～1.8 J,且在无辅助气体的斜孔加工条件下,倾斜角度为30°时的孔形形貌较好,倾斜角度为45°时的孔形形貌较差,主要原因在于倾斜角度增大,靶材反射率提高,靶材表面的光斑面积增加,孔口处的燃烧效应增强,产生明显的二次烧蚀现象。采用COMSOL软件的固体传热和变形几何模块对打孔过程进行仿真,仿真结果可在一定程度上预测试验结果。     

激光打孔的孔形特征及主要工艺参数的选择

本文从热物理过程角度建立了激光打孔成孔模型,论述了孔形特征及孔壁缺陷;在长期实践与定量分析相结合的基础上,提出了激光打孔主要工艺参数（脉冲能量、聚焦镜头、偏焦量以及光脉冲波形）的选择原则。     

激光打孔过程的热分析

一个使用连续分布和运动热源去描述激光在高纯度烧结的氧化铝陶瓷基片材料上打孔过程中的温度分布图和热应力传布的方法已经研制出来。激光打孔时的温度分布和切应力分布适合于表示影响氧化铝材料可能破裂的因素。为了帮助我们确定最佳的激光打孔参数,这些因素是重要的。试验数据是从脉冲形式工作的红宝石和CO_2激光器中获得的。试验结果发现与理论上的分析非常吻合。     

激光打孔技术交流会在京召开

部技术局和第二技术交流站于一九八○年十月下旬在北京通县召开了激光打孔技术交流会暨GJK-1激光打孔机及工艺鉴定会。会上,六二五所、西工大、四一○厂、一○○厂、四三○厂等单位作了经验介绍,并对六二五所研制的GJK-1激光打孔机及工艺进行了鉴定。激光打孔是一种新的工艺方法,尤其是对各种软硬材料加工φ1毫米以下精密小孔、小缝效果良好,解决了航空发动机气冷叶片、喷嘴的精密小孔加工等不少生产实际问题。会议建     

提高激光打孔加工质量的途径

以激光加工工艺理论为基础并结合激光打孔加工生产实践,介绍了合理选择激光器并以改善激光光束为突破口,最终得到提高小孔激光加工精度和质量的方法.     

激光旋切法打孔

介绍了激光旋转切割加工小孔的原理，方法及加工工艺参数的选择，并与激光冲击打孔作了比较。     

尘笼零件密集群孔的激光加工

针对高支纱纺机上的关键零件--圆筒形尘笼上的密集群孔激光加工,对比了脉冲冲击打孔和旋切打孔的特点,从工艺方式、工艺参数确定、装夹方式选择等不同方面进行了对比试验,确定了该零件的激光加工工艺路线,得到了加工的最佳频率、脉宽、能量、切割速度、辅助气体气压和零件装夹方式,最终解决了加工中遇到的一系列问题.     

激光打限流片小孔

我们激光打孔试验小组,经过一年多的努力,自制了一台激光打孔机(见图1)。现已打了三种共千余件不锈钢限流片(见图2和表1),零件合格率为90％。原采用的钻头钻孔工艺每班可钻100件左右,激光打孔每班500件左右,提高工效4～5倍,并且减少了打毛刺工作量。     

激光制造技术在航空领域中的应用

自上世纪70年代大功率激光器件诞生以来,已形成了激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理、激光合金化、激光熔覆、激光快速原型制造、金属零件激光直接成形、激光刻槽、激光标记、激光掺杂等十几种应用工艺。     

涡轮导向叶片气膜孔的加工

介绍了中推预研核心机涡轮导向叶片气膜孔的激光加工工艺，主要讨论了叶身的定位与夹紧，激光打孔孔位进给量的计算以及主要激光参数的选择。     

日本激光加工技术的新进展——赴日技术考察报告之三

本文综述了日本激光加工设备和工艺的进展情况,介绍了激光技术在焊接、切割、打孔、喷涂、表面处理等工艺方面的应用。     

激光小孔加工技术在航空工业中的应用及进展

主要介绍激光小孔加工技术在航空发动机制造领域的新进展，如ＹＡＧ板条激光器的实用化，激光飞行打孔技术，孔的自动检测以及激光小孔加工中心等。     

激光加工技术的地位,现状和发展趋势（上）

本文论述激光加工技术在现代制造业中的重要地位及其主要特点，综合介绍激光焊接、激光打标、激光打孔、激光切割、激光去重平衡、激光蚀刻、激光微调、激光存储、激光划线、激光清洗和各种激光表面改性方法的应用现状和发展趋势。     

喷射液束电解-激光复合加工工艺试验研究

喷射液束电解 激光复合加工是一项新探索的加工技术,其特点是既发挥激光加工的高效率,又借助喷射电液束的冷却、冲刷、电解作用而实现在线去除再铸层。基于该加工原理的分析,在对激光电解液中衰减特性研究的基础上,研制了试验系统并对不锈钢片进行了打孔工艺试验。试验结果表明,应用液压1.5 MPa、浓度18%的NaNO₃电解液的喷射液束电解-激光复合加工可实现再铸层减少90%以上。通过对打孔形貌的对比以及加工工艺规律的初步分析,揭示了喷射液束电解-激光复合加工以激光加工为主,电解加工辅助去除再铸层的加工原理,证实了该复合加工工艺的可行性,可望在航空航天领域得到广泛工程应用。     

EB-PVD热障涂层对激光打孔孔径及热循环后孔径变化影响的研究

 在试样上用激光打了不同孔径、不同方向的冷却孔,采用电子束物理气相沉积( EB-PVD) 的方法在已打孔的试样上涂覆MCrAlY粘接层和ZrO₂陶瓷层,观察和计算其孔径大小变化;然后对试样进行了热循环处理,以比较热循环前后的孔径变化。初步实验结果表明:激光打孔的入射角,对孔径变化影响不大;原始孔径增大,施以涂层后其相对变化就较小,采用EB-PVD 的方法在已打孔的试样上涂覆ZrO₂陶瓷层后其孔径比原始孔径至少减少了15 %;在热循环试验前后,绝大部分孔径变化较小,而其总趋势是由大变小,孔径减少约5 %左右。     

镍基单晶材料皮秒级超短脉冲激光气膜孔加工表面完整性研究

利用皮秒超短脉冲激光加工镍基单晶材料气膜孔,采用物理超景深显微镜对气膜孔成型几何形貌进行判定,采用金相显微镜对气膜孔内腔表面组织进行观测,采用高温低周疲劳设备对皮秒超短脉冲激光和电火花两种工艺加工出的气膜孔试样进行性能对比验证,采用扫描电镜对性能试样断口进行分析。结果表明:采用皮秒超短脉冲激光分步加工气膜孔,通过有效控制能量密度,可实现气膜孔进出口表面无烧蚀,几何精度满足设计指标,内腔无重熔层、断续小珠、起弧及微裂纹等缺陷,有效提升了气膜孔加工的表面完整性;通过皮秒超短脉冲激光及电火花气膜孔加工试样高温低周疲劳性能对比试验,皮秒超短脉冲激光制孔试样循环次数是电火花制孔试样的3倍;通过对两种工艺制孔高温低周疲劳断裂后试样进行扫描电镜断口分析,两种工艺加工试样断裂均为解理断裂,无材质冶金缺陷,电火花打孔形成的重熔层可能对断裂有贡献,超短脉冲激光打孔未见明显重熔层。