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[美国激光学会ICALEO? 2016：第35届激光与电光应用国际大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 激光与电光应用国际大会 - 金属及合金的光纤激光环形切割钻孔技术

DOI：10.2351/1.5118569 出版年份：2016 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 激光钻孔技术在现代制造业中广泛应用于加工各种尺寸和形状的孔洞。目前航空航天领域的激光钻孔主要采用Nd:YAG激光器，多年来业界虽多次尝试提升Nd:YAG激光钻孔效率，但收效甚微。本文研究了新型毫秒脉冲准连续光纤激光器在航空航天级镍基高温合金套料钻孔中的应用，重点分析了准连续光纤激光参数对钻孔质量的影响机制。核心发现表明：通过降低重铸层和氧化层厚度，准连续光纤激光的高平均功率可有效提升套料钻孔速度而不影响质量——这是自由空间Nd:YAG激光无法实现的。相较于传统毫秒级Nd:YAG钻孔工艺（高峰值功率低频率），采用低峰值功率高平均功率参数能获得更优质的激光钻孔效果。
作者： S. Marimuthu，M. Antar，D. Chantzis，W. Darlington，J. Dunleavey
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用毫秒脉冲准连续光纤激光器对航空航天级镍基超级合金进行套料钻孔，以了解其对孔质量的影响，尤其侧重于减少重铸层和氧化层。

研究成果

研究表明，准连续毫秒光纤激光器能显著提升航空航天合金的套料钻孔效果——在不影响孔质量的前提下实现更高钻孔速度。通过优化激光参数（中等峰值功率与高平均功率组合），可获得锥度更小、重铸层与氧化层更薄且表面形貌更优的孔洞。研究发现，采用压缩空气作为辅助气体虽会增大表面粗糙度，但可获得与氧气相当的加工效果。

研究不足

该研究仅限于使用准连续光纤激光器对镍基高温合金进行套料钻孔。研究结果可能无法直接适用于其他材料或激光类型。本研究还聚焦于特定激光参数及其对孔质量的影响，可能未涵盖工业应用中的所有可能变化。

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