Kā vēlamais materiāls aero-dzinēju karsto-galu konstrukcijas komponentiem, supersakausējumi, kuru pamatā ir niķelis-, rada ievērojamas problēmas augstas-kvalitatīvas plēves dzesēšanas caurumu sagatavošanā, jo tiem piemīt augsta cietība un izturība. Ar ūdeni-vadāma lāzera apstrādes tehnoloģija ir parādījusi ievērojamu potenciālu plēves dzesēšanas caurumu izgatavošanā, taču tās inženiertehnisko pielietojumu ierobežo apstrādes kvalitātes un efektivitātes koordinācija. Lai risinātu šo problēmu, šajā pētījumā tika izmantots vairāku -fokusa ūdens-gaismas savienojuma režīms, lai panāktu efektīvu 1064 nm augstas{10}}jaudas lāzera savienojumu ar stabilu ūdens strūklu. Turklāt tika ieviesta daudzkārtu gredzenveida griešanas stratēģija no iekšpuses uz āru, un, izmantojot kontroles mainīgo metodi, tika pētīta lāzera viena impulsa enerģijas, skenēšanas ātruma un impulsa frekvences ietekme uz mikro-urbuma virsmas morfoloģiju un ģeometrisko precizitāti. Pamatojoties uz to, mikro-caurumi, kas sagatavoti saskaņā ar optimizētiem procesa parametriem, tika analizēti un pārbaudīti, izmantojot skenējošu elektronu mikroskopiju un enerģijas izkliedes spektroskopiju. Rezultāti liecina, ka viena{18}impulsa enerģija ir galvenais parametrs, lai sasniegtu mikro{19}caurumus. Atbilstoši palielinot skenēšanas ātrumu un impulsa frekvenci, var efektīvi mazināt kausējuma nogulsnēšanos un termiskās uzkrāšanās efektus, tādējādi uzlabojot virsmas morfoloģiju un mikro{21}}caurumu apstrādes precizitāti. Konkrēti, ja viena -impulsa enerģija ir iestatīta uz 0,8 mJ, skenēšanas ātrums — 25 mm/s un impulsa frekvence — 300 kHz, var izveidot augstas kvalitātes mikro{28}caurumus ar ieejas diametru 820 μm un 0,32 grādi konusu aptuveni 60 sekundēs. Mikro-caurumu mikrostruktūra un elementārais sadalījums apstiprina, ka ūdens-vadīta lāzera apstrāde uzrāda izcilu veiktspēju, samazinot pārstrādāšanas slāņus, samazinot siltuma -ietekmēto zonu un saglabājot caurumu sienas gludumu.
Atslēgvārdi: ūdens{0}}vadāmais lāzers; niķeļa{1}}sakausējums; plēves dzesēšanas atveres; vairāku-pāreju gredzenveida griešana; apstrādes mehānisms Kā ieteicamais materiāls aerodinamisko dzinēju karsto-galu konstrukcijas komponentiem, niķeļa-bāzēti supersakausējumi rada ievērojamas problēmas augstas-kvalitatīvas plēves dzesēšanas caurumu sagatavošanā, jo tiem piemīt augsta cietība un izturība. Ar ūdeni -vadāma lāzera apstrādes tehnoloģija ir parādījusi ievērojamu potenciālu plēves dzesēšanas caurumu izgatavošanā, taču tās inženiertehnisko pielietojumu ierobežo apstrādes kvalitātes un efektivitātes koordinācija. Lai risinātu šo problēmu, šajā pētījumā tika izmantots daudz{10}}ūdens{11}}gaismas savienojuma režīms, lai panāktu efektīvu 1064 nm augstas{13}}jaudas lāzera savienojumu ar stabilu ūdens strūklu. Turklāt tika ieviesta daudzkārtu gredzenveida griešanas stratēģija no iekšpuses uz āru, un, izmantojot kontroles mainīgo metodi, tika pētīta lāzera viena impulsa enerģijas, skenēšanas ātruma un impulsa frekvences ietekme uz mikro-urbuma virsmas morfoloģiju un ģeometrisko precizitāti. Pamatojoties uz to, tika analizēti un pārbaudīti mikro-caurumi, kas sagatavoti ar optimizētiem procesa parametriem, izmantojot skenējošu elektronu mikroskopiju un enerģijas izkliedes spektroskopiju. Rezultāti liecina, ka viena{21}impulsa enerģija ir galvenais parametrs, lai sasniegtu mikro{22}caurumus. Atbilstoši palielinot skenēšanas ātrumu un impulsa frekvenci, var efektīvi mazināt kausējuma nogulsnēšanos un termiskās uzkrāšanās efektus, tādējādi uzlabojot mikro-caurumu virsmas morfoloģiju un apstrādes precizitāti. Konkrēti, ja viena -impulsa enerģija ir iestatīta uz 0,8 mJ, skenēšanas ātrums — 25 mm/s un impulsa frekvence — 300 kHz, var izveidot augstas kvalitātes mikrocaurumus ar ieejas diametru 820 μm un 0,32 grādi konusu aptuveni 60 sekundēs. Mikro-caurumu mikrostruktūra un elementārais sadalījums apstiprina, ka ūdens-vadīta lāzera apstrāde uzrāda izcilu veiktspēju, samazinot pārstrādāšanas slāņus, samazinot siltuma-ietekmēto zonu un saglabājot caurumu sienas gludumu.
Atslēgvārdi: ūdens{0}}vadāmais lāzers; niķeļa{1}}sakausējums; plēves dzesēšanas atveres; vairāku-pāreju gredzenveida griešana; apstrādes mehānisms
Šajā pētījumā tiek pētīta 1064 nm viļņa garuma ūdens vadīta lāzera izmantošana Inconel 718 gredzenveida urbšanai. Tajā ir izskaidroti mehānismi, ar kuriem galvenie procesa parametri, piemēram, viena impulsa enerģija, skenēšanas ātrums un impulsa frekvence, ietekmē mikro{3}caurumu morfoloģiju un ģeometrisko precizitāti. Pamatojoties uz šiem atklājumiem, tiek noteikta optimālā pieeja augstas-efektivitātes un augstas-precizitātes urbšanai. Galvenie secinājumi ir apkopoti šādi: (1) — izmantojot vairāku -gredzenveida ūdens{10}}vadāmu lāzera urbšanas stratēģiju "no iekšpuses uz āru", var uzlabot ūdens strūklas beršanas efektu uz izkausētu materiālu, samazinot siltuma-ietekmēto zonu un izkausētās virsmas materiāla atlikumu mikrocaurumā. (2) Apstrādājot Inconel 718 mikro{16}}caurumus ar 1064 nm viļņa garuma ūdens vadītu lāzeru, optimālā procesa parametru kombinācija ir: viena impulsa enerģija 0,8 mJ, skenēšanas ātrums 20 mm/s un lāzera impulsa frekvence 300 kHz. Izmantojot šo parametru konfigurāciju, var izveidot augstas -kvalitātes mikro-caurumus ar ieejas diametru 822,7 µm, cirkularitāti 0,9893, konusu 0,32 grādi un virsmas raupjumu Sa, kas mazāks par 9,58 µm. (3) Pamatojoties uz mikro-caurumu sekciju morfoloģijas īpašībām, kas apstrādātas ar ūdens-vadāmu lāzeru, mikro-cauruma virsmu var iedalīt četros atšķirīgos apgabalos: atkārtotas sacietēšanas zonā, izvirzījuma zonā, padziļinājuma zonā un lūzuma zonā. Atkārtotas sacietēšanas zona un lūzuma zona attiecīgi atspoguļo unikālo morfoloģiju mikro-cauruma ieejā un izejā. Izvirzīšanās zona un padziļinājuma zona ir sadalīta pa visu mikro-cauruma sieniņu, un to veidošanās mehānisms ir cieši saistīts ar fototermisko efektu un ātras sildīšanas un dzesēšanas īpašībām ūdens vadītās lāzera apstrādes laikā. (4) Mikro-caurumu ieejas, izejas un caurumu sienas profila novērojumi liecina, ka ar ūdeni{42}}vadīta lāzera apstrāde uzrāda izcilu veiktspēju, samazinot pārstrādāšanas slāni un karstuma{43}}ietekmēto zonu un uzturot cauruma sienas tīrību. Šī tehnoloģija efektīvi mazina termiskos efektus un oksidācijas bojājumus, kas saistīti ar parasto garo-impulsu lāzera apstrādi, tādējādi panākot augstas{{46}kvalitātes un augstas{47}}efektivitātes Inconel 718 apstrādi.
