使用毫秒脈沖激光精密打孔系統(tǒng),在厚度為2mm的鎳基高溫合金GH4037上進行通孔加工。針對傳統(tǒng)控制變量法中通孔加工脈沖個數(shù)設(shè)定值過盈會造成諸多不利影響等問題,利用穿透檢測技術(shù)建立脈沖個數(shù)閾值的數(shù)學(xué)模型,并使用基于此模型得到的改進型控制變量法研究了激光的離焦量、擴束比和脈沖重復(fù)頻率對出入口孔徑、錐度和打孔效率的影響。研究表明,當離焦量為-2～0mm、擴束比為2～4、重復(fù)頻率為45～85Hz、輔助氣體為氧氣時能夠得到較高的打孔效率,與傳統(tǒng)控制變量法相比,打孔效率最高可提升89.09%。

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圖6 不同離焦量下通孔截面圖和通孔錐度變化圖。（a)-2.8mm;(b)-1.8mm;(c)0.8mm;(d)0mm;(e)0.8mm;(f)1.8mm;(g)2.8mm;(h）通孔錐度變化圖

圖6是不同離焦量條件下通孔的截面圖和通孔錐度的變化曲線。如圖6(h）所示，當離焦量為-0.8mm和0.8mm時，孔錐度較小，隨著離焦量絕對值的增加孔錐度隨之變大�？椎慕孛鎴D按離焦量由小變大排列，將其與通孔錐度的變化曲線進行比較，可以得出，理論計算的通孔錐度變化規(guī)律與實際加工的通孔....

圖7 擴束比原理圖

圖8和圖9分別是不同離焦量條件下通孔出入口直徑的變化曲線和脈沖個數(shù)閾值的變化曲線。如圖8所示，入口直徑由大變小后趨于不變。理論上，擴束比越大，材料上表面的焦點光斑越小，入口直徑應(yīng)該越小。而本實驗的結(jié)果是入口直徑在擴束比為3～6倍時趨于不變，這是氧氣的助燃效應(yīng)造成的。擴束比越大，雖....

圖4 離焦量對通孔入口、出口直徑的影響

如圖5所示，脈沖個數(shù)閾值隨著離焦量的增加，先由大變小，再由小變大。當離焦量為0時，脈沖個數(shù)閾值最小，打孔效率最高；當離焦量為2.8mm時，脈沖個數(shù)閾值最大，打孔效率最低。圖5離焦量對通孔脈沖個數(shù)閾值的影響

圖5 離焦量對通孔脈沖個數(shù)閾值的影響

圖4離焦量對通孔入口、出口直徑的影響圖6是不同離焦量條件下通孔的截面圖和通孔錐度的變化曲線。如圖6(h）所示，當離焦量為-0.8mm和0.8mm時，孔錐度較小，隨著離焦量絕對值的增加孔錐度隨之變大。孔的截面圖按離焦量由小變大排列，將其與通孔錐度的變化曲線進行比較，可以得出，理論....

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