发动机油路零件激光清洗的工艺研究

发布时间：2020-11-04 19:48

　　 针对航空发动机零件修理中表面清洗的工艺需求,研究了油滤和燃油喷嘴的光纤脉冲激光清洗过程,并对其机理进行了一些推测。通过分析零件结构和清理需求,确定了激光清洗中合适的激光密排方式。根据清洗过程中的现象,对激光清洗的机理进行了合理推测并通过实验进行验证,也为同种污染物的激光清洗提出了一些建议。在实验中,对激光清洗航空发动机表面污染物这一工艺用到的激光器种类、激光功率、激光频率、扫描速度等参数进行了梯度实验,获得了适用于油滤清洗和喷油嘴清洗的最佳参数。油滤清洗最适合使用纳秒激光进行清洗,使用的最优工艺参数激光功率为20W,激光频率为66kHz,脉宽为400ns,扫描速度为5000mm/s,线间距为0.03mm,填充方式为单向填充;燃油喷嘴清洗最适合使用飞秒激光进行清洗,使用的最优工艺参数激光功率为8W,激光频率为200kHz,脉宽为350fs,扫描速度为5000mm/s,线间距为0.015mm,同样是单向填充。通过对比纳秒激光和飞秒激光在清洗过程中的表现和作用机理,得出了初步结论:对于油脂类结合力较强、厚度较厚的污染物,纳秒激光以其在热量输入上的优势,更加适合进行此类清洗;对于积碳类结合力较弱、厚度较薄的污染物,飞秒激光以其高峰值功率、强冲击性和小热输入量的优势,更加适合进行此类清洗。除此之外,纳秒激光对于离焦量相对不敏感,更适合对存在高低允差的零件进行激光清洗。在清洗后的质量评估方面,则采用了元素分析和形貌观察结合的手段。使用金相显微镜对清洗前后油滤、喷油嘴的形貌进行观察,进行初步判断是否清洗完成;随后使用激光共聚焦显微镜对滤网和喷油嘴表面进行粗糙度和损伤的测定。为了研究清洗过程,对清洗后的产物进行了收集,并使用SEM电镜进行观察,从而对清洗过程的机理和作用过程进行了一些推测。研究发现,激光清洗可以清除油滤表面的油污和金属碎屑混合物,去除喷油嘴表面的积碳层,恢复油滤和喷油嘴的作用功能。这种技术有助于降低维修成本,延长航空发动机使用寿命。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V263.6
【部分图文】：

图 1.1 激光干式清洗示意图如字面意思，则是在激光清洗的过程之前，在待将工件浸泡在液体环境之中的一种清洗方式。与和热量均有一定程度吸收，且液膜将待清洗工件氧化和过热烧损的几率显著降低。关于激光湿式

激光湿式清洗示意图

发动机油路示意图
【参考文献】

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本文编号：2870528