飛秒激光加工金屬微孔工藝及表面質量研究.pdf

1、飛秒激光的脈沖寬度極短，峰值功率極高，利用飛秒激光加工金屬具有熱影響區(qū)小、加工精度高等優(yōu)點，在金屬打孔和切割等領域具有傳統(tǒng)激光不具備的優(yōu)勢，特別是航空發(fā)動機渦輪葉片氣膜冷卻孔對質量和精度的要求極高，利用飛秒激光在合適的工藝參數下能加工出重鑄層和微裂紋極少的高質量微孔。本文針對飛秒激光多脈沖沖擊法和旋切法兩種制孔方法分析不同工藝參數對微孔尺寸和質量的影響，主要研究內容如下:
　　1.分析了飛秒激光加工金屬的物理過程和作用機理，簡化和

2、求解了飛秒激光對金屬作用的雙溫模型，理論結果表明飛秒激光比皮秒和納秒激光加工的熱效應更小。
　　2.分析了飛秒激光打孔的不同實現方法及其適用條件，以銅箔為對象，開展了飛秒激光多脈沖打孔的實驗研究，并結合閾值理論確定了銅箔的燒蝕閾值，得到了不同單脈沖能量、脈沖數以及離焦量對微孔孔徑、圓度、錐度以及燒蝕率的影響規(guī)律。
　　3.利用多光楔旋切加工系統(tǒng)開展了飛秒激光旋切微孔實驗，分析了不同工藝參數對微孔加工的影響，得到孔徑在0.1-