皮秒激光加工鎳基單晶合金DD6小孔的研究.pdf

1、激光制孔技術(shù)以其高效率、高質(zhì)量和非接觸性等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片氣膜冷卻孔加工是激光制孔的重要應(yīng)用領(lǐng)域，但是以往主要采用毫秒和納秒長(zhǎng)脈沖激光器，孔壁上無(wú)法避免地產(chǎn)生重鑄層和微裂紋等熱缺陷。隨著激光技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是超短脈沖皮秒激光器的出現(xiàn)，使激光制孔的質(zhì)量和精度得到顯著提高。然而，目前針對(duì)皮秒激光加工氣膜冷卻孔的機(jī)理和工藝研究報(bào)道非常有限，特別是加工微孔的形貌、質(zhì)量和效率等方面的系統(tǒng)分析。為了加快皮秒激光制孔技術(shù)

2、在航空制造中的工程化應(yīng)用，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化研究具有十分重要的意義。
　　本課題主要針對(duì)渦輪葉片使用的材料——鎳基單晶合金DD6，采用皮秒激光器，在系統(tǒng)分析皮秒激光對(duì)鎳基單晶合金DD6的損傷形貌和閾值的基礎(chǔ)上，深入研究了多種加工參數(shù)與皮秒激光制孔形貌、質(zhì)量、效率之間的內(nèi)在聯(lián)系，系統(tǒng)優(yōu)化加工參數(shù)，同時(shí)在優(yōu)化的加工參數(shù)基礎(chǔ)上，研究了帶熱障涂層的鎳基單晶合金DD6微孔加工。
　　鎳基單晶合金DD6的皮秒激光損傷形貌和閾值的研究表明，皮

3、秒激光加工鎳基單晶合金DD6存在非熱熔性和熱熔性損傷，損傷直徑隨著能量密度的增加而逐漸增大，其熱熔性損傷閾值為0.11J/cm2，加工區(qū)域沒(méi)有產(chǎn)生冠狀重鑄物、表面熔化濺落物以及側(cè)壁重鑄層等典型的熔化重鑄物。
　　皮秒激光加工鎳基單晶合金DD6微孔的研究表明，皮秒激光加工鎳基單晶合金DD6的側(cè)壁上熔化重鑄物明顯減少，少量重鑄物殘留在孔壁上，但重鑄層中無(wú)明顯的疏松孔洞和微裂紋，加工質(zhì)量和精度明顯提高。在同軸吹輔助氣體氮?dú)鈺r(shí)，孔壁上無(wú)任