激光加工薄壁腔体微孔的背伤及防护

• 作者: 王斌 刘跃专 王玉峰 张文武
• 来源期刊: 中国激光
• 关键词: 激光技术 激光微孔加工 背伤防护 薄壁腔体 填充材料 品质关键因素
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 激光微加工|Laser Micromachining
• 页码范围: 234-246
• 页数: 13页
• 分类号: V261.8|TG665
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202148.1002201

摘要

针对采用激光加工涡轮叶片等薄壁腔体微孔时存在背伤的问题,采用填充材料阻隔法切断激光能量传输路径的方式进行背伤防护.研究了激光能量密度、激光束扫描速度以及离焦量等加工参数对背伤的影响规律.通过品质关键因素(CTQ)验证实验优选6种可行的背伤防护材料:聚氨酯(PUR)、流动聚丙烯酰胺(PAM)、石蜡、石墨、二氧化硅(SiO2)、碳化钨(WC).选择PUR、PAM和石蜡三种防护材料填充7075铝合金薄壁腔体,进行微孔激光加工背伤防护实验研究.研究表明,填充防护材料的激光加工背伤坑深度相比未填充防护材料时有了大幅降低,流动PAM的背伤防护效果比PUR和石蜡的更好.当PAM的流速达到3.0 m/s时,所有0.5～3 mm间距的型腔在加工50 s以内都没有出现背伤.该研究成果可为后续进行激光打孔状态实时监测并及时关停激光的背伤防护方法提供依据,为实现涡轮叶片等薄壁腔体微孔的无背伤加工提供基础.