为了避免对含腔体零件内表面造成损伤以及提高加工效率, 需要确定激光打孔过程中穿透材料所需脉冲个数。在对GH3536高温合金激光冲击打孔过程中, 使用光电二极管对材料上表面的光信号进行检测。通过采集得到的电压信号判断材料是否被穿透, 进而识别穿透时已作用的脉冲个数。研究结果表明, 选取的光电二极管产生的电压信号幅值变化, 可反映出打孔过程中孔形貌变化引起的材料上表面激光反射光强度变化, 从而可将打孔进程划分为3个阶段, 并成功识别出试验参数下穿透脉冲个数为14个。
激光技术 激光打孔 穿透检测 光电二极管 高温合金 laser technique laser drilling penetration detection photodiode superalloy
使用毫秒脉冲激光精密打孔系统,在厚度为2 mm的镍基高温合金GH4037上进行通孔加工。针对传统控制变量法中通孔加工脉冲个数设定值过盈会造成诸多不利影响等问题,利用穿透检测技术建立脉冲个数阈值的数学模型,并使用基于此模型得到的改进型控制变量法研究了激光的离焦量、扩束比和脉冲重复频率对出入口孔径、锥度和打孔效率的影响。研究表明,当离焦量为-2~0 mm、扩束比为2~4、重复频率为45~85 Hz、辅助气体为氧气时能够得到较高的打孔效率,与传统控制变量法相比,打孔效率最高可提升89.09%。
激光光学 脉冲激光 冲击打孔 穿透检测 改进型控制变量法 激光与光电子学进展
2020, 57(19): 191403
