本文關(guān)鍵詞： 飛秒激光 K高溫合金 有限差分法 線性假設(shè)理論 正交試驗(yàn)　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為探究飛秒激光與K24鎳基高溫合金的作用機(jī)理,應(yīng)用普朗克方程與菲涅爾公式,推導(dǎo)出K24反射率與吸收率隨激光脈寬的變化曲線.利用固體力學(xué)的線性假設(shè)方程,推導(dǎo)出K24高溫合金的晶格熱容和電子比熱.結(jié)合簡(jiǎn)化的一維雙溫模型,采用有限差分法解析單脈沖飛秒激光與K24高溫合金作用過(guò)程中電子和晶格的溫度變化,基于K24高溫合金的蒸發(fā)溫度推導(dǎo)得出單脈沖飛秒激光作用下合金的理論蝕除深度.用較低頻率的激光進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn).用正交實(shí)驗(yàn)分析激光平均功率、焦點(diǎn)進(jìn)給距離、掃描次數(shù)、掃描速度等工藝參數(shù)對(duì)加工微孔形貌的影響規(guī)律.結(jié)果表明:掃描速度對(duì)加工微孔形貌的影響最大,進(jìn)給距離次之,而激光能量和掃描次數(shù)對(duì)微孔形貌的影響較小.研究結(jié)果為飛秒激光對(duì)高溫合金的高質(zhì)量微孔加工提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).
[Abstract]:In order to study the interaction mechanism between femtosecond laser and K24 nickel-based superalloy, Planck equation and Fresnel formula were applied. The curve of K24 reflectivity and absorptivity with laser pulse width is derived. The linear hypothesis equation of solid mechanics is used. The lattice heat capacity and electron specific heat of K24 superalloy are derived. The temperature changes of electrons and lattice during the interaction of monopulse femtosecond laser with K24 superalloy were analyzed by finite difference method. Based on the evaporation temperature of K24 superalloy, the theoretical etching depth of the alloy under the action of single pulse femtosecond laser was derived. The verification test was carried out with a lower frequency laser, and the average laser power was analyzed by orthogonal experiment. The effect of the parameters such as focus feeding distance, scanning times and scanning speed on the micropore morphology was studied. The results showed that the scanning speed had the greatest influence on the micropore morphology, followed by the feed distance. The results provide a theoretical and experimental basis for femtosecond laser processing of high quality micropores in superalloys.
【作者單位】： 長(zhǎng)春理工大學(xué)空間光電技術(shù)研究所;哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(2015AA042702) 黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃(GX16A003)
【分類號(hào)】：TG132.3;TG665
【正文快照】： 高溫合金是一種沉淀強(qiáng)化型鎳基鑄造高溫合金,具有強(qiáng)度高、抗疲勞性強(qiáng)、高溫下熱穩(wěn)定等特性,因此被廣泛應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域的熱端部件[1].但是,由于高溫合金含有金屬互化物、碳化物、氮化物和硬點(diǎn)等強(qiáng)化相,是一種典型的難加工材料,尤其是此類材料微孔(≤50μm)的加工,目前的主

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本文編號(hào)：1443461