航空航天工業(yè)中,為了提高發(fā)動機(jī)和燃燒室等熱端零部件的工作性能和使用壽命,通常會在這些熱端零部件上加工制造大量的微孔。目前,工業(yè)上針對這類微孔的制造,有兩種常用方法,分別是電火花打孔和脈沖激光打孔。電火花打孔的優(yōu)點(diǎn)是加工質(zhì)量高,但其加工效率低且加工成本較高;激光打孔由于加工效率高、可適性廣、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn),逐漸成為加工冷卻孔的主要方法。然而,由于激光打孔本質(zhì)上是一個熱物理過程,不可避免會存在一些缺陷,如重鑄層、微裂紋、殘余應(yīng)力等。為了減小或消除這些缺陷,提高微孔質(zhì)量和性能,本文提出一種水基超聲振動輔助激光打孔新方法,以改善微孔成形質(zhì)量和微孔周邊區(qū)域的顯微組織與力學(xué)性能,同時提高激光打孔效率,并在此基礎(chǔ)上初步探討了磁場的影響�；谧灾鞔罱ǖ乃曊駝虞o助激光打孔實(shí)驗(yàn)平臺,本文在有/無磁場輔助條件下對高溫合金GH4037和GH4049材料進(jìn)行了水基超聲振動輔助激光打孔的對比試驗(yàn)研究分析和機(jī)理探索。研究了超聲振動對激光沖擊打孔微孔孔口形貌、微孔幾何形狀尺寸、孔壁質(zhì)量、顯微組織和顯微硬度的影響規(guī)律;研究了超聲振動對激光環(huán)切制孔微孔幾何特性、孔壁形貌和粗糙度、顯微組織和顯微硬度、沖擊韌性的影響... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激光打孔示意圖(a)單脈沖,(b)多脈沖,(c)環(huán)切,(d)螺旋Fig.1.1Diagramoflaserdrilling(a)singlepulse,(b)multipulse,(c)trepanningand(d)helical

由于其自身所具有特性，得以廣泛應(yīng)用。激光打部分，常規(guī)激光打孔過程中，激光與工件靶材的涉及到熔化、汽化、蒸發(fā)、噴射等現(xiàn)象，超聲在通過超聲振動輔助激光打孔，能提高微孔成形質(zhì)超聲振動輔助激光打孔原理和其作用過程、實(shí)驗(yàn)器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)的前處理、后處理作一個簡要的介的作用機(jī)理性及應(yīng)用頻或多頻的光波，它具有普通光所不具備的四個相干性好、方向性好及亮度高[74-76]。

有/無磁場條件下水基超聲振動輔助激光打孔的機(jī)理研究產(chǎn)生不利的影響，會降低激光打孔效率。料噴射排出，形成微孔。液化和汽化的材料在反沖壓力、沖擊效應(yīng)、輔的超聲振動的作用下，會從孔內(nèi)噴射飛濺出來，沒有噴射飛濺出來的材內(nèi)壁上，在激光停止作用后，重新冷卻凝固形成重鑄層，這個過程不斷成小孔。超聲振動輔助激光打孔原理如圖 2.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈦合金納秒激光打孔數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉丹,孔德新,苗在強(qiáng),張昕.  強(qiáng)激光與粒子束. 2018(06)
[2]激光精微打孔中工藝參數(shù)對孔型幾何特征的影響規(guī)律[J]. 王毅,白東峰.  應(yīng)用激光. 2018(01)
[3]磁場對激光焊接鋼/鋁異種金屬焊縫性能的影響[J]. 丁浩,徐家樂,譚文勝,黃舒,周建忠.  中國激光. 2017(09)
[4]氮化硅陶瓷水下激光與超聲復(fù)合加工方法及其機(jī)理研究[J]. 姚燕生,袁珠珠,王園園,陳雪輝,袁根福.  機(jī)械工程學(xué)報. 2017(07)
[5]飛秒激光旋切不銹鋼微孔實(shí)驗(yàn)研究[J]. 范楠楠,夏振東,孫小燕,胡友旺.  激光與紅外. 2016(10)
[6]Numerical Simulation and Experimental Study of an Ultrasonic Waveguide for Ultrasonic Casting of 35CrMo Steel[J]. Gen LIANG,Chen SHI,Ya-jun ZHOU,Da-heng MAO.  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2016(08)
[7]超聲場下工藝參數(shù)對納秒激光成孔質(zhì)量的影響[J]. 毛加成,馮愛新,程寶義,張華夏,吳浩,李自強(qiáng),黃宇.  應(yīng)用激光. 2016(02)
[8]超聲波輔助飛秒激光加工光纖材料的工藝探索[J]. 劉斌,戴玉堂,殷廣林,李濤.  中國激光. 2016(03)
[9]水下超聲場輔助激光成孔實(shí)驗(yàn)研究[J]. 吳浩,馮愛新,呂豫文,張華夏,毛加成,程寶義,李自強(qiáng).  應(yīng)用激光. 2016(01)
[10]超聲振動輔助激光金屬成形技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 王潭,張安峰,張文龍,梁少端,李帥,嚴(yán)深平,張連重.  應(yīng)用激光. 2015(06)

碩士論文
[1]皮秒激光加工系統(tǒng)與精細(xì)鉆孔工藝的研究[D]. 段金鵬.北京工業(yè)大學(xué) 2012
[2]碳鋼激光打微孔作用機(jī)理及工藝研究[D]. 李菁菁.長春理工大學(xué) 2009
[3]高質(zhì)量激光打孔技術(shù)的研究[D]. 辛鳳蘭.北京工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3358857