激光打孔及其质量分析

本文对激光打孔机理进行了分析,并就DZ22合金脉冲激光打孔的金相组织、孔形及缺陷进行了讨论。     

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。     

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%。     

钛合金水助激光打孔试验研究

为了提高激光打孔的质量,采用水助激光扫描加工方法对钛合金进行激光打孔试验研究,通过响应曲面法设计试验,研究了各加工参数对孔径和孔锥度的影响关系。结果表明,对孔径的影响程度由大到小依次为激光器电流、脉冲频率和水泵电压;对孔锥度的影响程度由大到小依次为脉冲频率、激光器电流和水泵电压。当优选激光器电流33.6818 A、脉冲频率30.6818 kHz、水泵电压12.6818 V时,孔入口直径最小、孔出口直径最大、孔锥度最小。同时,还发现水助激光加工通孔直径大于空气中加工,但孔锥度减小了33.2%。     

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。     

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...     

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。     

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。     

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。     

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.     

激光穿透(打孔)

首先采用激光主要的工业应用是一般的打孔领域,更确切地说叫穿透。西方电气公司Buffalo工厂(Buffalo,N.Y.),已于1965年12月以来采用脉冲红宝石激光器在金刚钻上打孔制造金刚钻拉丝模(36)。拉丝模用于将15~#(美国线规)中间线径为0.057时(1.44毫米)的铜导线拉制成标准直径     

喷雾器激光精密定位焊

在新型航空发动机的研制中，喷雾器是实现发动机加力的关键零件之一，由于装配精度要求高，采用传统的加工工艺，满足不了要求。采取改变激光电源的线路、合理的编写加工程序等措施，在现有的一台激光打孔机上，实现了激光精密定位焊接喷雾器。这不仅满足了较高的工艺要求，还大大地提高了生产效率，产品合格率达到９０％以上。     

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。     

陀螺电机转子动平衡激光精密去重技术

陀螺电机转子动平衡采用的人工打孔去重存在效率低、去重精度低、金属碎屑残留等问题，严重制约了陀螺的生产效率和精度。而激光去重具有去重精度高、无接触、效率高等优点，在精密去重领域应用前景广泛。采用脉冲光纤激光器对陀螺电机转子动平衡进行了激光精密去重技术研究，探讨了激光频率、振镜扫描速度等参数对去重效果的影响规律，优化了激光去重工艺参数。当激光功率为30W、振镜扫描速度为1000mm/s时，去重盲孔效果最好。针对激光去重盲孔存在残留物问题，提出了激光二次抛光去除残留物的方法，研究了激光功率、振镜扫描速度对残留物去除效果影响规律，优化了激光抛光工艺参数。激光去重盲孔经二次扫描抛光后，盲孔表面残留物去除干净，满足陀螺电机转子的精密去重要求。     

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。     

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。     

1500W高速轴流CO_2激光加工机——愿为您服务

航空航天部北京航空工艺研究所,于1988年11月装调好从国外引进的大功率二氧化碳激光加工机。激光器输出功率1 500W,基模。连续和脉冲两种方式工作,具有超长脉冲功能,脉冲重复频率为1KHz;工作台由FANUC11M系统拧制;工作台面积1000×2000mm;定位和重复精度为0.005mm。该机能用于金属。非金属材料、陶瓷和复合材料的打孔、切割、刻划;以及金属材料的表面强化、焊接、重熔和合金化。     

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。     

TP805微机五轴点位控制系统

介绍一种利用ＴＰ８０５微机辅以ＳＴＤ总线模板构成的经济型五轴点位控制系统。其独特的设计已用于航空发动机部件的激光打孔，生产实践证明，该系统不仅实用，而且效率高。