JK激光器在航空行业的典型应用汇总

2012-07-13 05:17

　　2、燃烧室及其衬垫钻孔与切割

　　涡轮发动机提供非常可靠的动力，可用作航空发动机和动力源。它们用高镍和高钴合金制作以便能够耐高温，从第一级压缩机出来的冷空气对它进行冷却，使其具有更好的性能和更长的寿命。这一过程被称为表层冷却。钻一些与表面成很小角度的孔，通过孔将冷空气导入风扇和叶片的中心。激光能够有效完成这些钻孔。

　　通常，像铬镍铁合金，耐盐酸镍基合金，MARM和Haynes这样的合金要求孔直径为大约400μm 到 900μm，而大部分的孔是在500-600μm之间。即使是用陶瓷隔热涂层（TBC），也能用激光器在与表面成15度角的情况下，在这些合金上钻孔。

　　激光钻孔有两种方式。大部分是用冲击钻。将激光器的焦点设置好，这样就可以钻出直径准确的孔，而且发出的激光脉冲在钻孔时不会移动。对于大于0.9mm的孔就需要用环钻，环钻时先产生一个静态的穿透孔，然后光速移动实现切割成孔。这使激光器能钻出翼型和其他形状的孔。冲击钻是最快的方法，但是会产生更大的直径公差，一般是+/- 50μm，并且重铸层比环钻也要厚。环钻钻孔公差一般为冲击钻的一半，或更小。用冲击钻在3mm厚的航空用合金上钻500μm直径的孔需要的时间大约为0.5秒，用环钻所需时间大约为2.5秒。

图2 燃烧室及其衬垫钻孔与切割

　　因为圆圆柱体上的孔是对称的，所以采用了“飞行钻孔”的特殊的冲击钻加工。以恒速转动部件，向系统反馈回编码器信息，连续在每个孔位置启动激光器脉冲，这样系统可以以高速完成钻孔。如果在冲击钻孔时需要多脉冲，工件会旋转多次，系统在和前一个孔同样的位置产生脉冲进行钻孔。