Sebagai bahan pilihan untuk-komponen struktur enjin aero-panas, aloi-berasaskan nikel memberikan cabaran besar untuk penyediaan lubang penyejukan filem-berkualiti tinggi kerana kekerasan dan kekuatan tinggi yang wujud. Teknologi pemprosesan laser berpandukan air- telah menunjukkan potensi yang besar dalam fabrikasi lubang penyejukan filem, tetapi aplikasi kejuruteraannya dihadkan oleh penyelarasan antara kualiti pemprosesan dan kecekapan. Untuk menangani isu ini, kajian ini menggunakan mod gandingan cahaya berbilang-air-untuk mencapai gandingan laser berkuasa tinggi 1064 nm-dengan pancutan air yang stabil. Selain itu, strategi penggerudian pemotongan anulus berbilang-dari dalam ke luar telah diperkenalkan, dan kesan tenaga nadi-tunggal laser, kelajuan pengimbasan dan kekerapan nadi pada morfologi permukaan lubang-mikro dan ketepatan geometri telah disiasat menggunakan kaedah pembolehubah kawalan. Berdasarkan ini, lubang mikro-yang disediakan di bawah parameter proses yang dioptimumkan telah dianalisis dan disahkan menggunakan mikroskop elektron pengimbasan dan spektroskopi penyebaran tenaga. Keputusan menunjukkan bahawa tenaga nadi-tunggal ialah parameter utama untuk mencapai-lubang mikro. Dengan meningkatkan kelajuan pengimbasan dan kekerapan nadi dengan sewajarnya, pemendapan cair dan kesan pengumpulan haba boleh dikurangkan dengan berkesan, sekali gus meningkatkan morfologi permukaan dan ketepatan pemesinan lubang-mikro. Khususnya, apabila tenaga nadi tunggal-ditetapkan kepada 0.8 mJ, kelajuan pengimbasan kepada 25 mm/s dan frekuensi nadi kepada 300 kHz, lubang mikro-berkualiti tinggi dengan diameter pintu masuk 820 μm dan tirus 0.32 darjah boleh dibuat dalam kira-kira 60 detik. Struktur mikro dan pengedaran unsur lubang-mikro mengesahkan bahawa pemprosesan laser-air mempamerkan prestasi cemerlang dalam mengurangkan lapisan tuang semula, meminimumkan haba-zon terjejas dan mengekalkan kelicinan dinding lubang.
Kata kunci: air-laser berpandu; aloi berasaskan nikel-; lubang penyejukan filem; keratan anulus berbilang-laluan; mekanisme pemprosesanSebagai bahan pilihan untuk-komponen struktur aero-panas, aloi-berasaskan nikel memberikan cabaran besar untuk penyediaan lubang penyejukan filem-berkualiti tinggi kerana kekerasan dan kekuatan tinggi yang wujud. Teknologi pemprosesan laser berpandukan air- telah menunjukkan potensi yang besar dalam pembuatan lubang penyejukan filem, tetapi aplikasi kejuruteraannya dihadkan oleh penyelarasan antara kualiti pemprosesan dan kecekapan. Untuk menangani isu ini, kajian ini menggunakan mod gandingan berbilang{10}}air{11}}cahaya untuk mencapai gandingan laser kuasa 1064 nm tinggi-dengan pancutan air yang stabil. Selain itu, strategi penggerudian pemotongan anulus berbilang-dari dalam ke luar telah diperkenalkan, dan kesan tenaga nadi-tunggal laser, kelajuan pengimbasan dan kekerapan nadi pada morfologi permukaan lubang-mikro dan ketepatan geometri telah disiasat menggunakan kaedah pembolehubah kawalan. Berdasarkan ini, lubang mikro{19}}yang disediakan di bawah parameter proses yang dioptimumkan telah dianalisis dan disahkan menggunakan mikroskop elektron pengimbasan dan spektroskopi penyebaran tenaga. Keputusan menunjukkan bahawa-tenaga nadi tunggal ialah parameter utama untuk mencapai-lubang mikro. Dengan meningkatkan kelajuan pengimbasan dan kekerapan nadi dengan sewajarnya, pemendapan cair dan kesan pengumpulan terma boleh dikurangkan dengan berkesan, sekali gus meningkatkan morfologi permukaan dan ketepatan pemesinan lubang-mikro. Khususnya, apabila tenaga nadi tunggal-ditetapkan kepada 0.8 mJ, kelajuan pengimbasan kepada 25 mm/s dan frekuensi nadi kepada 300 kHz, lubang mikro-berkualiti tinggi{31}}dengan diameter pintu masuk 820 μm dan tirus 0.32 darjah boleh dibuat dalam kira-kira 60 detik. Struktur mikro dan pengedaran unsur lubang-mikro mengesahkan bahawa pemprosesan laser berpandukan air{37}mempamerkan prestasi cemerlang dalam mengurangkan lapisan tuang semula, meminimumkan haba-zon terjejas dan mengekalkan kelicinan dinding lubang.
Kata kunci: air-laser berpandu; aloi berasaskan nikel-; lubang penyejukan filem; keratan anulus berbilang-laluan; mekanisme pemprosesan
Kajian ini meneroka penggunaan 1064 nm panjang gelombang air-laser berpandu untuk penggerudian anulus Inconel 718. Ia menjelaskan mekanisme yang parameter proses utama seperti tenaga nadi tunggal, kelajuan imbasan dan frekuensi nadi mempengaruhi morfologi dan ketepatan geometri lubang-mikro. Berdasarkan penemuan ini, pendekatan optimum untuk mencapai-kecekapan tinggi dan-penggerudian berketepatan tinggi ditentukan. Kesimpulan utama diringkaskan seperti berikut: (1) Mengguna pakai "dari dalam ke luar" berbilang-air anulus{10}}strategi penggerudian laser berpandu boleh meningkatkan kesan penggosokan pancutan air pada bahan cair, mengurangkan haba-zon terjejas dan sisa bahan lebur di permukaan masuk{{12} mikro. (2) Apabila memproses lubang mikro Inconel 718-dengan laser berpandukan air sepanjang gelombang 1064 nm-, gabungan optimum parameter proses ialah: tenaga nadi tunggal 0.8 mJ, kelajuan pengimbasan 20 mm/s dan frekuensi nadi laser 300 kHz. Di bawah konfigurasi parameter ini, lubang-mikro{24}}berkualiti tinggi boleh dihasilkan dengan diameter pintu masuk 822.7 µm, pekeliling 0.9893, tirus 0.32 darjah dan kekasaran permukaan Sa kurang daripada 9.58 µm. (3) Berdasarkan ciri morfologi keratan lubang-mikro yang diproses oleh laser berpandukan-air, permukaan lubang-mikro boleh dibahagikan kepada empat kawasan yang berbeza: zon penyatuan semula, zon protrusi, zon kemurungan dan zon patah. Zon penyatuan semula dan zon patah masing-masing mewakili morfologi unik di pintu masuk dan keluar lubang-mikro. Zon protrusi dan zon kemurungan diagihkan di sepanjang dinding lubang-mikro keseluruhan, dan mekanisme pembentukannya berkait rapat dengan kesan fototerma dan ciri pemanasan dan penyejukan pantas semasa pemprosesan laser berpandukan-air. (4) Pemerhatian terhadap profil-lubang masuk, keluar dan dinding lubang mikro mendedahkan bahawa pemprosesan laser berpandu air-mempamerkan prestasi cemerlang dalam mengurangkan lapisan tuang semula dan haba-zon terjejas dan mengekalkan kebersihan dinding lubang. Teknologi ini berkesan mengurangkan kesan terma dan kerosakan pengoksidaan yang berkaitan dengan pemprosesan laser nadi panjang-konvensional, dengan itu mencapai pemesinan-berkualiti dan tinggi-tinggi Inconel 718.
