Као пожељни материјал за топло{0}}конструктивне компоненте авио-мотора, суперлегуре на бази никла- представљају значајне изазове за припрему високо-квалитетне отворе за хлађење филма због своје инхерентне високе тврдоће и чврстоће. Технологија ласерске обраде{5}}вођене водом показала је значајан потенцијал у производњи отвора за хлађење филма, али је њена инжењерска примена ограничена координацијом између квалитета обраде и ефикасности. Да би се решио овај проблем, ова студија је користила више-фокус воденог-режима спајања светлости да би се постигло ефикасно спајање ласера велике снаге од 1064 нм{10} са стабилним воденим млазом. Поред тога, уведена је стратегија вишепроходног прстенастог сечења изнутра ка споља, а ефекти ласерске енергије појединачног-импулса, брзине скенирања и фреквенције импулса на морфологију површине микро{14}}и геометријску тачност су истражени коришћењем методе контролне променљиве. На основу тога, микро{16}}рупе припремљене према оптимизованим параметрима процеса су анализиране и верификоване помоћу скенирајуће електронске микроскопије и спектроскопије дисперзије енергије. Резултати показују да је енергија једног{18}}пулса кључни параметар за постизање кроз микро{19}}рупе. Одговарајућим повећањем брзине скенирања и фреквенције импулса, ефекти таложења растопа и акумулације топлоте могу се ефикасно ублажити, чиме се побољшава морфологија површине и прецизност обраде микро-отвора. Конкретно, када је енергија појединачног-пулса подешена на 0,8 мЈ, брзина скенирања на 25 мм/с, а фреквенција импулса на 300 кХз, високо{27}}квалитетне микро- рупе са улазним пречником од 820 μм и конусом од 0,32 степена могу се израдити за око 60 секунди. Микроструктура и елементарна дистрибуција микро-отвора потврђују да ласерска обрада-вођена водом показује одличне перформансе у смањењу преливених слојева, минимизирању зоне -под утицајем топлоте и одржавању глаткости зида рупе.
Кључне речи:{0}}водени ласер; легура на бази никла{1}}; отвори за хлађење филма; више-пролазно кружно сечење; механизам обраде Као пожељан материјал за топло-конструктивне компоненте аеро-мотора, суперлегуре на бази никла- представљају значајне изазове за припрему високо-квалитетне рупе за хлађење филма због своје инхерентне високе тврдоће и чврстоће. Технологија ласерске обраде-вођене водом показала је значајан потенцијал у изради отвора за хлађење филма, али је њена инжењерска примена ограничена координацијом између квалитета обраде и ефикасности. Да би се решио овај проблем, ова студија је користила више{10}}фокус воденог{11}}светла режима да би се постигло ефикасно спајање ласера велике снаге од 1064 нм{13} са стабилним воденим млазом. Поред тога, уведена је стратегија вишепролазног прстенастог сечења изнутра ка споља, а ефекти ласерске енергије појединачног-импулса, брзине скенирања и фреквенције импулса на морфологију површине микро{17}}и геометријску тачност су истражени коришћењем методе контролне променљиве. На основу овога, микро-рупе припремљене према оптимизованим параметрима процеса су анализиране и верификоване помоћу скенирајуће електронске микроскопије и спектроскопије дисперзије енергије. Резултати показују да је енергија једног-пулса кључни параметар за постизање кроз микро{22}}рупе. Одговарајућим повећањем брзине скенирања и фреквенције импулса, ефекти таложења растопа и акумулације топлоте могу се ефикасно ублажити, чиме се побољшава морфологија површине и прецизност обраде микро-отвора. Конкретно, када је енергија појединачног-пулса подешена на 0,8 мЈ, брзина скенирања на 25 мм/с, а фреквенција импулса на 300 кХз, високо{30}}квалитетне микро-рупе са улазним пречником од 820 μм и конусом од 0,32 степена могу се израдити за око 60 секунди. Микроструктура и елементарна дистрибуција микро-отвора потврђују да ласерска обрада-вођена водом показује одличне перформансе у смањењу преливених слојева, минимизирању зоне{38}захваћене топлотом и одржавању глаткости зида рупе.
Кључне речи:{0}}водени ласер; легура на бази никла{1}}; отвори за хлађење филма; више-пролазно кружно сечење; механизам обраде
Ова студија истражује употребу воденог-ласера са таласном дужином од 1064 нм за прстенасто бушење Инцонел 718. Она разјашњава механизме помоћу којих кључни параметри процеса, као што су енергија појединачног импулса, брзина скенирања и фреквенција импулса, утичу на морфологију и геометријску тачност микро{{3}. На основу ових налаза, утврђује се оптимални приступ за постизање високе{5}}ефикасности и високе{6}}прецизности бушења. Главни закључци су сажети на следећи начин: (1) Усвајање стратегије ласерског бушења „изнутра ка споља“ са више пролаза са прстенастим водом-може побољшати ефекат рибања воденог млаза на растопљени материјал, смањујући зону{11}}захваћену топлотом и заостали растопљени материјал2} на улазној микро{11} површини. (2) Приликом обраде Инцонел 718 микро-рупа са воденим-ласером таласне дужине од 1064 нм, оптимална комбинација параметара процеса је: енергија појединачног импулса 0,8 мЈ, брзина скенирања 20 мм/с и фреквенција ласерског импулса 300 кХз. Под овом конфигурацијом параметара, високо{23}}квалитетне микро- рупе се могу произвести са улазним пречником од 822,7 µм, кружношћу од 0,9893, конусом од 0,32 степена и храпавостом површине Са мањом од 9,58 µм. (3) На основу морфолошких карактеристика пресека микро-рупа обрађених ласером навођеним водом-, површина микро-отвора може се поделити у четири различита региона: зона поновног учвршћивања, зона избочења, зона депресије и зона лома. Зона поновног учвршћивања и зона лома респективно представљају јединствену морфологију на улазу и излазу микро-отвора. Зона испупчења и зона депресије су распоређени дуж целог зида микро-отвора, а механизам њиховог формирања је уско повезан са фототермалним ефектом и карактеристикама брзог грејања и хлађења током ласерске обраде{38}}вођене водом. (4) Посматрања микро-профила улаза, излаза и зида рупе откривају да -ласерска обрада вођена водом показује одличне перформансе у смањењу преливеног слоја и зоне утицаја топлоте{43}}и одржавању чистоће зида рупе. Ова технологија ефикасно ублажава термичке ефекте и оксидациона оштећења повезана са конвенционалном ласерском обрадом са дугим{45}импулсом, чиме се постиже висок{46}}квалитет и висока{47}}машинска обрада Инцонел 718.
