基于脉冲序列的超快激光镍合金微孔加工研究

发布时间：2021-08-18 06:16

　　超快激光具有峰值功率极高、脉冲宽度极短等特点,利用超快激光加工可实现小热影响区、低重铸层、高精度加工,在精密切割和孔加工等领域具有传统激光无法比拟的优势。微孔的应用十分广泛,如涡轮叶片气膜孔和无痛注射微针阵列等,但其加工质量要求高及孔径小的特点使得加工难度巨大。相比机械钻孔、电化学制孔等加工方法,使用超快激光进行微孔加工具有设备简单、无刀具磨损、可加工各种材料等优点。本文针对超快激光微孔加工,使用叩击式冲孔和螺旋钻孔方法开展试验,研究激光脉宽、激光能量和Burst内脉冲个数等参数对微孔尺寸、质量及加工效率的影响,主要研究内容如下:（1）介绍了超快激光技术及其优势和应用,阐述了常见微孔加工方法、超快激光微孔加工国内外研究进展及微孔的应用。搭建了一套由超快激光器等设备组成的加工试验平台。（2）通过理论推导和实验,确定了聚焦后光斑半径ω=16.74μm和Inconel 718合金的烧蚀阈值F_th=0.29 J/cm²。分析了激光诱导周期性结构的形成机理,能量周期性的不均匀分布导致周期性表面结构的出现,其大小与激光波长和入射角等相关。对超快激光加工的... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光器组成示意图

CPA 系统及放大原理示意图

不同脉冲宽度的激光作用过程比较

【参考文献】：
期刊论文
[1]Flexible control of semiconductor laser with frequency tunable modulation transfer spectroscopy[J]. 茹宁,王宇,马慧娟,胡栋,张力,樊尚春.  Chinese Physics B. 2018(07)
[2]涡轮叶片先进气膜冷却与相关激光打孔技术进展[J]. 张文武,郭春海,张天润,王斌,陶俊,焦俊科.  航空制造技术. 2016(22)
[3]飞秒激光烧蚀镍的数值模拟[J]. 杨丽,孙萍萍,安然.  激光杂志. 2013(06)
[4]飞秒激光高精细加工柴油机喷油嘴倒锥孔法[J]. 王锋,罗建军,李明.  光子学报. 2014(04)
[5]飞秒、皮秒激光烧蚀金属表面的有限差分热分析[J]. 倪晓昌,王清月.  中国激光. 2004(03)

博士论文
[1]飞秒激光固体材料表面微纳结构制备及其功能特性的研究[D]. 陶海岩.长春理工大学 2014

硕士论文
[1]基于飞秒激光诱导等离子体光谱学的合金相变无损检测研究[D]. 陈远鹏.湖南大学 2018



本文编号：3349362