皮秒激光加工鎳基單晶合金DD6小孔的研究.pdf

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

2、在航空制造中的工程化應用，對其進行系統化研究具有十分重要的意義。
　　本課題主要針對渦輪葉片使用的材料——鎳基單晶合金DD6，采用皮秒激光器，在系統分析皮秒激光對鎳基單晶合金DD6的損傷形貌和閾值的基礎上，深入研究了多種加工參數與皮秒激光制孔形貌、質量、效率之間的內在聯系，系統優(yōu)化加工參數，同時在優(yōu)化的加工參數基礎上，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)域沒有產生冠狀重鑄物、表面熔化濺落物以及側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，但重鑄層中無明顯的疏松孔洞和微裂紋，加工質量和精度明顯提高。在同軸吹輔助氣體氮氣時，孔壁上無任