532 nm光纤激光在金属与热障涂层激光微加工中的应用

"采用532 nm纳秒光纤激光对金属和热障涂层的激光微加工" 本研究探讨了利用532纳米波长的镱离子光纤纳秒脉冲激光进行金属和热障涂层的激光微加工技术。这项技术主要针对的是在涡轮叶片上的气膜冷却孔的精密制造，尤其在处理具有热障涂层的金属叶片时，其复杂性和挑战性显著增加。实验中，研究人员深入研究了激光与材料间的物理交互作用，涉及陶瓷涂层和金属基材。 通过半经验模型和有限元分析，研究者预测了激光消融过程中材料表面的几何变化。这些模型不仅帮助理解激光与材料相互作用的机制，还用于优化加工参数，以提高去除效率并减少热效应导致的缺陷，例如重铸层、边缘突起和微裂纹等。实验中，通过调整激光的焦深、扫描模式、光斑半径和功率密度，考察了激光对不锈钢、铜、镍铬铁合金718以及氧化锆热障涂层等多种材料的影响。 实验结果揭示了不同材料的激光能量密度阈值，即开始去除材料所需的最小激光能量密度，同时也确定了获得最佳去除效率的条件。此外，实验数据与模拟结果的对比进一步验证了模型的准确性。这项工作对于提升航空发动机涡轮叶片制造的精度和质量，降低由于热效应引发的问题，具有重要意义。同时，也为其他需要激光微加工的领域提供了重要的理论和技术支持。 关键词涵盖激光技术、激光微加工、气膜冷却孔、热障涂层以及纳秒激光，强调了这些关键元素在现代制造业中的应用。该研究为今后在激光加工领域中优化工艺参数、减少加工缺陷提供了理论依据和实践经验，有助于推动激光微加工技术的发展。