水射流环境下气膜孔超快激光加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水射流环境下气膜孔超快激光加工装置及方法，装置包括：三轴运动工作台系统、超快激光器、水射流循环装置、控制系统。待加工样件通过特定夹持装置固定在水容器内，水容器固定在三轴运动工作台上，水容器通过排水管和水槽连接；媒介水通过水泵从水槽抽出，经由注水管，从水射流喷嘴流到待加工样件表面；超快激光器发出的激光穿过水射流薄膜聚焦在待加工样件表面进行加工。本发明专利技术结合了传统空气及水下激光打孔的优点，既保证了超快激光打孔的加工效率，又减少了待加工样件表面及微孔内壁的微裂纹，消除熔渣堆积和重铸层，提高了样件几何形貌精度。

Ultrafast Laser Machining Device and Method for Gas Film Hole in Water Jet Environment

The invention provides an ultra-fast laser processing device and method for gas film hole under water jet environment, which comprises a three-axis motion table system, an ultra-fast laser, a water jet circulating device and a control system. The sample to be processed is fixed in the water container through a special clamping device, the water container is fixed on the three-axis moving table, and the water container is connected with the drainage pipe and the water tank; the medium water is pumped out of the water tank through the water pump, through the water injection pipe, and flows from the water jet nozzle to the surface of the sample to be processed; the laser emitted by the ultra-fast laser is focused on the surface of the sample to be processed through the water jet film. \u3002 The invention combines the advantages of traditional air and underwater laser drilling, ensures the processing efficiency of ultra-fast laser drilling, reduces micro-cracks on the surface and inner wall of the sample to be processed, eliminates slag accumulation and recasting layer, and improves the geometric shape accuracy of the sample.

【技术实现步骤摘要】
水射流环境下气膜孔超快激光加工装置及方法
本专利技术涉及超快激光加工
，具体地，涉及一种水射流环境下气膜孔超快激光加工装置及方法，尤其涉及一种水射流环境下带热障涂层叶片气膜孔超快激光加工方法及装置。
技术介绍
随着航空航天技术的高速发展，金属材料的单独使用已不能满足在高温环境下的使用要求。例如镍基单晶叶片，需要通过采用气膜冷却结构、表面制备热障涂层等工序，提升涡轮叶片工作温度。在燃气涡轮发动机叶片表面涂覆陶瓷热障涂层(thermalbarriercoatings简称TBCs)，能够起到隔热和降低叶片表面温度的效果，当涂层材料、厚度、喷涂工艺等条件一定时，气膜冷却状态将直接影响涂层隔热效果。因此，目前需要一种针对带热障涂层叶片气膜孔的加工方法，能够提高加工质量的同时兼顾加工效率。如专利文献CN104907649A公开的一种带热障涂层金属零件的磨料水射流－电火花复合制孔方法及装置，利用磨料水射流加工工件表面不导电的热障涂层孔型，待金属基体裸露之后，再利用电火花加工金属基体的孔型；这种方法本质上仍然是对热障涂层和金属材料分别进行制孔处理，无法有效保证开孔处的材料质量，大幅降低性能。鉴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水射流环境下气膜孔超快激光加工装置，其特征在于，包括三轴运动工作台模块、超快激光器(10)、水射流循环模块以及控制模块；所述超快激光器(10)能够产生超快激光并照射至三轴运动工作台模块的加工位置；所述水射流循环模块与三轴运动工作台模块相连；所述控制模块能够控制超快激光器(10)产生的超快激光。

【技术特征摘要】
1.一种水射流环境下气膜孔超快激光加工装置，其特征在于，包括三轴运动工作台模块、超快激光器(10)、水射流循环模块以及控制模块；所述超快激光器(10)能够产生超快激光并照射至三轴运动工作台模块的加工位置；所述水射流循环模块与三轴运动工作台模块相连；所述控制模块能够控制超快激光器(10)产生的超快激光。2.根据权利要求1所述的水射流环境下气膜孔超快激光加工装置，其特征在于，所述三轴运动工作台模块包括X轴直线运动子模块(1)、Y轴直线运动子模块(2)、Z轴直线运动子模块(3)以及夹持装置(4)；所述夹持装置(4)与X轴直线运动子模块(1)、Y轴直线运动子模块(2)以及Z轴直线运动子模块(3)这三者相连，并且能够通过三者实现三维平动；待加工样件(5)固定在夹持装置(4)上，并且能够随着夹持装置(4)实现三维平动，从而到达加工位置完成超快激光的对焦。3.根据权利要求2所述的水射流环境下气膜孔超快激光加工装置，其特征在于，所述水射流循环模块包括夹持支架(20)、水射流喷嘴(21)、水容器(22)、注水管(23)、水泵(24)、排水管(25)以及水槽(26)；所述水射流喷嘴(21)固定设置在夹持支架(20)上，且水射流喷射方向指向加工位置；所述水容器(22)固定设置在三轴运动工作台模块的加工位置处，并包围加工位置；所述注水管(23)与水射流喷嘴(21)相连；所述水泵(24)分别与注水管(23)、水槽(26)相连；所述排水管(25)分别与水容器(22)、水槽(26)相连。4.根据权利要求3所述的水射流环境下气膜孔超快激光加工装置，其特征在于，所述加工位置高于水容器(22)内的水平面。5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洪，郑昌隆，封得财，闫静雯，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31