항공{0}}엔진의 핫엔드 구조 부품에 선호되는 재료인 니켈- 기반 초합금은 고유의 높은 경도와 강도로 인해 고품질 필름 냉각 구멍을 준비하는 데 상당한 어려움을 안겨줍니다. 물- 유도 레이저 가공 기술은 필름 냉각 구멍 제작에서 상당한 잠재력을 보여 주었지만 가공 품질과 효율성 간의 조정으로 인해 엔지니어링 적용이 제한됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 이 연구에서는 1064nm 고출력 레이저와 안정적인 워터 제트의 효율적인 결합을 달성하기 위해 다초점 물-결합 모드를 사용했습니다. 또한, 내부에서 바깥쪽으로 다중-패스 환형 절단 드릴링 전략이 도입되었으며, 제어 변수 방법을 사용하여 레이저 단일 펄스 에너지, 스캐닝 속도 및 펄스 주파수가 마이크로{14}}홀 표면 형태 및 기하학적 정확도에 미치는 영향을 조사했습니다. 이를 바탕으로 최적화된 공정 변수에 따라 준비된 미세-홀을 주사전자현미경과 에너지 분산 분광학을 사용하여 분석하고 검증했습니다. 결과는 단일-펄스 에너지가 미세-구멍을 통해 달성하기 위한 핵심 매개변수임을 나타냅니다. 스캐닝 속도와 펄스 주파수를 적절하게 높이면 용융 증착 및 열 축적 효과를 효과적으로 완화할 수 있어 미세 구멍의 표면 형태와 가공 정확도가 향상됩니다.{21}} 구체적으로, 단일-펄스 에너지를 0.8mJ로 설정하고, 스캔 속도를 25mm/s로, 펄스 주파수를 300kHz로 설정하면 입구 직경이 820μm이고 테이퍼가 0.32도인 고품질의 마이크로-홀을 약 60초 만에 제작할 수 있습니다. 미세 구멍의 미세 구조 및 원소 분포는 물- 유도 레이저 가공이 재주조 층을 줄이고 열 영향을 받는 영역을 최소화하며 구멍 벽의 매끄러움을 유지하는 데 탁월한 성능을 나타냄을 확인합니다.-
키워드: 수중-유도 레이저; 니켈-계 합금; 필름 냉각 구멍; 다중-패스 환형 절단; 처리 메커니즘항공기 엔진의 핫엔드 구조 부품에 선호되는-재료인 니켈-초합금은 고유의 높은 경도와 강도로 인해 고품질 필름 냉각 홀을 준비하는 데 상당한 어려움을 겪고 있습니다. 물- 유도 레이저 가공 기술은 필름 냉각 구멍 제작에서 상당한 잠재력을 보여 주었지만 가공 품질과 효율성 간의 조정으로 인해 엔지니어링 적용이 제한됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 이 연구에서는 1064nm 고출력 레이저와 안정적인 워터 제트의 효율적인 결합을 달성하기 위해 다초점 수광 결합 모드를 사용했습니다. 또한 내부에서 바깥쪽으로 다중-패스 환형 절단 드릴링 전략이 도입되었으며, 제어 변수 방법을 사용하여 레이저 단일 펄스 에너지, 스캐닝 속도 및 펄스 주파수가 마이크로{17}}홀 표면 형태 및 기하학적 정확도에 미치는 영향을 조사했습니다. 이를 바탕으로 최적화된 공정 변수에 따라 준비된 미세-홀을 주사전자현미경과 에너지 분산 분광학을 사용하여 분석하고 검증했습니다. 결과는 단일-펄스 에너지가 미세-구멍을 통해 달성하기 위한 핵심 매개변수임을 나타냅니다. 스캐닝 속도와 펄스 주파수를 적절하게 높이면 용융 증착 및 열 축적 효과를 효과적으로 완화할 수 있어 미세 구멍의 표면 형태와 가공 정확도가 향상됩니다.- 구체적으로, 단일{26}}펄스 에너지를 0.8mJ로 설정하고, 스캔 속도를 25mm/s로, 펄스 주파수를 300kHz로 설정하면 입구 직경이 820μm이고 테이퍼가 0.32도인 고품질의 마이크로{31}홀을 약 60초 만에 제작할 수 있습니다. 미세 구멍의 미세 구조 및 원소 분포는 물 유도 레이저 가공이 재주조 층을 줄이고 열 영향을 받는 영역을 최소화하며 구멍 벽의 매끄러움을 유지하는 데 탁월한 성능을 나타냄을 확인합니다.-
키워드: 수중-유도 레이저; 니켈-계 합금; 필름 냉각 구멍; 다중-패스 환형 절단; 처리 메커니즘
이 연구에서는 Inconel 718의 환형 드릴링을 위한 1064 nm 파장 수{1}}유도 레이저의 사용을 탐구합니다. 이는 단일 펄스 에너지, 스캐닝 속도 및 펄스 주파수와 같은 주요 공정 매개변수가 미세 구멍의 형태 및 기하학적 정확도에 영향을 미치는 메커니즘을 설명합니다.{3}} 이러한 조사 결과를 바탕으로 높은-효율성과 높은-정밀 드릴링을 달성하기 위한 최적의 접근 방식이 결정됩니다. 주요 결론은 다음과 같이 요약됩니다. (1) "내부에서 외부로" 다중-통과 환형 워터-유도 레이저 드릴링 전략을 채택하면 용융된 재료에 대한 워터 제트의 정련 효과를 향상시켜 열 영향을 받는 영역과 미세{12}}구멍 입구 표면의 잔류 용융 재료를 줄일 수 있습니다. (2) 1064nm 파장의 물 유도 레이저를 사용하여 Inconel 718 미세{16}구멍을 처리할 때{18}}공정 매개변수의 최적 조합은 단일 펄스 에너지 0.8mJ, 스캔 속도 20mm/s 및 레이저 펄스 주파수 300kHz입니다. 이 매개변수 구성에서는 입구 직경이 822.7μm, 원형도가 0.9893, 테이퍼가 0.32도, 표면 거칠기 Sa가 9.58μm 미만인 고품질-미세 구멍을 생성할 수 있습니다. (3) 물- 유도 레이저로 처리된 미세-홀의 단면 형태 특성을 기반으로 미세-홀의 표면은 재응고 영역, 돌출 영역, 함몰 영역 및 파괴 영역의 네 가지 영역으로 나눌 수 있습니다. 재응고 영역과 파괴 영역은 각각 미세-홀 입구와 출구의 독특한 형태를 나타냅니다. 돌출부와 함몰부는 미세홀 벽 전체를 따라 분포하며, 이들의 형성 메커니즘은 물-유도 레이저 가공 중 광열 효과 및 급속 가열 및 냉각 특성과 밀접한 관련이 있습니다. (4) 마이크로-구멍 입구, 출구 및 구멍 벽 프로파일을 관찰한 결과 물- 유도 레이저 가공이 재주조층과 열 영향 영역을 줄이고 구멍 벽 청결도를 유지하는 데 탁월한 성능을 나타내는 것으로 나타났습니다. 이 기술은 기존의 장-펄스 레이저 가공과 관련된 열 효과 및 산화 손상을 효과적으로 완화하여 Inconel 718의 고품질 및 고효율-가공을 달성합니다.
