Nikkel-põhinevad supersulamid on õhusõidukite mootorite kuumade-otste konstruktsioonikomponentide eelistatud materjalid kõrge-kvaliteetsete kilede jahutusavade valmistamisel nende loomupärase suure kõvaduse ja tugevuse tõttu. Veega juhitav lasertöötlustehnoloogia on näidanud märkimisväärset potentsiaali kilede jahutusavade valmistamisel, kuid selle insenerirakendust piirab töötlemise kvaliteedi ja tõhususe vaheline kooskõlastamine. Selle probleemi lahendamiseks kasutati selles uuringus mitme -fookusega vee-valgusühenduse režiimi, et saavutada 1064 nm kõrge{10}}võimsusega laseri tõhus ühendamine stabiilse veejoaga. Lisaks võeti kasutusele mitmekäiguline rõngakujulise lõikamise seestpoolt väljapoole suunatud puurimisstrateegia ning kontrollmuutuja meetodil uuriti laseri ühe-impulsi energia, skaneerimiskiiruse ja impulsi sageduse mõju mikro-augu pinna morfoloogiale ja geomeetrilisele täpsusele. Selle põhjal analüüsiti optimeeritud protsessiparameetrite alusel valmistatud mikro{16}}auke ja kontrolliti skaneeriva elektronmikroskoopia ja energia hajutamise spektroskoopia abil. Tulemused näitavad, et üksikimpulsi energia on mikro{19}}aukude läbimise võtmeparameeter. Skaneerimiskiiruse ja impulsi sageduse sobiva suurendamisega saab tõhusalt leevendada sulamissadestamise ja termilise akumulatsiooni mõjusid, parandades seeläbi mikro{21}}aukude pinna morfoloogiat ja töötlemise täpsust. Täpsemalt, kui ühe-impulsi energiaks on seatud 0,8 mJ, skaneerimiskiiruseks 25 mm/s ja impulsi sageduseks 300 kHz, saab valmistada kvaliteetseid mikro{28}avad, mille sissepääsu läbimõõt on 820 μm ja koonus umbes 0,32 kraadi, umbes 60 sekundit. Mikro-aukude mikrostruktuur ja elementaarne jaotus kinnitavad, et vesijuhitav lasertöötlus on suurepärane jõudlus taasvalamise kihtide vähendamisel, kuumuse{35}}mõjutsooni minimeerimisel ja aukude seina sileduse säilitamisel.
Märksõnad: vesi{0}}juhitav laser; nikli-põhine sulam; kile jahutusavad; mitme-käiguga rõngakujuline lõikamine; töötlemismehhanism Kuna nikli-põhised supersulamid on eelistatud materjalid lennuki-mootorite kuum-otsa konstruktsioonikomponentide jaoks, esitavad kõrge kvaliteediga-kile jahutusavade valmistamisel oma suure kõvaduse ja tugevuse tõttu olulisi väljakutseid. Veega juhitav lasertöötlustehnoloogia on näidanud märkimisväärset potentsiaali kilede jahutusavade valmistamisel, kuid selle insenerirakendust piirab töötlemise kvaliteedi ja tõhususe vaheline kooskõlastamine. Selle probleemi lahendamiseks kasutati selles uuringus mitme -fookusega vee-valgusühenduse režiimi, et saavutada 1064 nm kõrge{13}}võimsusega laseri efektiivne side stabiilse veejoaga. Lisaks võeti kasutusele mitmekäiguline rõngakujulise lõikamise seestpoolt väljapoole suunatud puurimisstrateegia ning kontrollmuutuja meetodil uuriti laseri ühe-impulsi energia, skaneerimiskiiruse ja impulsi sageduse mõju mikro-augu pinna morfoloogiale ja geomeetrilisele täpsusele. Selle põhjal analüüsiti optimeeritud protsessiparameetrite alusel valmistatud mikro{19}auke ja kontrolliti skaneeriva elektronmikroskoopia ja energia hajutamise spektroskoopia abil. Tulemused näitavad, et ühe-impulsi energia on mikro{22}}aukude saavutamise võtmeparameeter. Skaneerimiskiiruse ja impulsi sageduse sobiva suurendamisega saab tõhusalt leevendada sulamissadestamise ja termilise akumulatsiooni mõjusid, parandades seeläbi mikro{24}}aukude pinna morfoloogiat ja töötlemise täpsust. Täpsemalt, kui ühe-impulsi energiaks on seatud 0,8 mJ, skaneerimiskiiruseks 25 mm/s ja impulsi sageduseks 300 kHz, saab valmistada kvaliteetseid mikro{31}auke, mille sissepääsu läbimõõt on 820 μm ja koonus umbes 0,32 kraadi. Mikro-aukude mikrostruktuur ja elementaarne jaotus kinnitavad, et vesijuhitav lasertöötlus vähendab suurepäraselt uuesti valatud kihte, minimeerib kuumuse{38}}mõjutatud tsooni ja säilitab aukude seina sileduse.
Märksõnad: vesi{0}}juhitav laser; nikli-põhine sulam; kile jahutusavad; mitme-käiguga rõngakujuline lõikamine; töötlemismehhanism
Selles uuringus uuritakse 1064 nm lainepikkusega vesijuhitava laseri kasutamist Inconel 718 rõngakujuliseks puurimiseks. See selgitab mehhanisme, mille abil peamised protsessiparameetrid, nagu ühe impulsi energia, skaneerimiskiirus ja impulsi sagedus, mõjutavad mikro-aukude morfoloogiat ja geomeetrilist täpsust. Nende leidude põhjal määratakse optimaalne lähenemine suure-tõhususe ja suure-täpse puurimise saavutamiseks. Peamised järeldused on kokku võetud järgmiselt: (1) "Seest väljapoole" mitme läbikäiguga rõngakujulise vee-juhitud laserpuurimise strateegia kasutamine võib suurendada veejoa küürimisefekti sulamaterjalile, vähendades soojustsooni-mõjutatud tsooni ja jääkaineid, mis jäävad sissevooluava sulapinnale. (2) Inconel 718 mikro{16}}aukude töötlemisel 1064 nm lainepikkusega vesijuhitava laseriga on protsessi parameetrite optimaalne kombinatsioon: ühe impulsi energia 0,8 mJ, skaneerimiskiirus 20 mm/s ja laserimpulsi sagedus 300 kHz. Selle parameetri konfiguratsiooniga saab luua kvaliteetseid -kvaliteetseid mikro-auke, mille sisendläbimõõt on 822,7 µm, ringikujulisus 0,9893, koonus 0,32 kraadi ja pinnakaredus Sa on alla 9,58 µm. (3) Veejuhitava laseriga töödeldud mikro-aukude ristlõike morfoloogiaomaduste põhjal saab mikro-augu pinna jagada neljaks erinevaks piirkonnaks: taastahkestumise tsoon, eenditsoon, depressiooni tsoon ja murdumistsoon. Taastahkumistsoon ja murdumistsoon esindavad vastavalt ainulaadset morfoloogiat mikro-augu sisse- ja väljapääsul. Väljaulatuv tsoon ja depressiooni tsoon on jaotunud piki kogu mikro-augu seina ning nende moodustumise mehhanism on tihedalt seotud fototermilise efekti ning kiire soojenemise ja jahutuse omadustega vee juhitava lasertöötluse ajal. (4) Mikro-augu sissepääsu, väljapääsu ja augu seinaprofiili vaatlemisel ilmneb, et vesijuhitav lasertöötlus näitab suurepäraselt uuesti valatud kihi ja kuumusega{43}}mõjutatud tsooni vähendamisel ning augu seina puhtuse säilitamisel. See tehnoloogia leevendab tõhusalt tavapärase pika-impulsslaseriga töötlemisega seotud termilisi efekte ja oksüdatsioonikahjustusi, saavutades seeläbi Inconel 718 kõrge{{46}kvaliteedi ja suure{47}}tõhususe.
