一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置及方法，所述装置包括激光器、声发射传感器、数据采集器和控制器，激光器用于发射激光束，对待加工材料的加工位置进行激光制孔；声发射传感器靠近待加工材料的加工位置安装，其用于在加工材料制孔过程中感知材料内部的声发射信号并进行声电转换；数据采集器与声发射传感器相连，用于对声发射信号进行采集获得检测信号；控制器用于对数据采集器采集的检测信号进行分析，监测激光制孔的加工状态，并判断检测信号幅值是否低于设定阈值，若低于，则发出指令给激光器，关闭激光。本发明专利技术直接监测加工材料本身，不受杂散光、加工光以及环境噪声的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光加工，具体涉及一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置及方法。

技术介绍

1、激光制孔具有材料去除率高、加工精度高、非接触加工等特点，广泛应用于航空、航天等领域关键部件精密微小孔的加工上。激光制孔过程中，往往是孔的中心区域先击穿，击穿之后需要继续加工对孔边进行修整，以达到孔型及精度的要求。对于涡轮叶片等具有内腔的零件，在击穿之后进行修孔时，激光束会穿过内腔照射在对壁面上，造成对壁面的损伤，业内称为对壁损伤。对壁损伤会使材料在工作状态下先被破坏，造成腔体类零件综合性能的下降，因此，减小甚至彻底消除对壁损伤对采用激光加工腔体类零件微小孔的意义重大。

2、国内外主流的对壁损伤防护方式多为被动式防护，即在内腔中填充保护材料、冲入流体降低激光能量等，填充保护材料需要在激光制孔前填充保护材料，等待保护材料凝固，激光制孔后还需要去除保护材料，工艺繁琐，且激光仍然可以击穿保护材料造成对壁损伤，防护可靠性不足。冲入流体的方法，虽然可以降低激光能量，但长时间的加工依然会造成对壁损伤，也存在可靠性低的问题。

3、基于被动式防护方法存在的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置，其特征在于：所述声发射传感器的探测面上涂抹有耦合剂，和/或，所述声发射传感器为谐振式传感器或高温传感器或差动传感器，和/或，所述声发射传感器的监测频率范围为20kHz~500kHz，和/或，所述声发射传感器的安装位置与加工位置之间的距离为3mm~20mm，和/或，所述声发射传感器的直径为5mm~30mm，高度为5mm~60mm，和/或，所述声发射传感器的探测面为陶瓷或不锈钢材质，和/或，所述声发射传感器的探测面为平面或曲面，和/或，所述声发射传感...

【技术特征摘要】

1.一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置，其特征在于：所述声发射传感器的探测面上涂抹有耦合剂，和/或，所述声发射传感器为谐振式传感器或高温传感器或差动传感器，和/或，所述声发射传感器的监测频率范围为20khz~500khz，和/或，所述声发射传感器的安装位置与加工位置之间的距离为3mm~20mm，和/或，所述声发射传感器的直径为5mm~30mm，高度为5mm~60mm，和/或，所述声发射传感器的探测面为陶瓷或不锈钢材质，和/或，所述声发射传感器的探测面为平面或曲面，和/或，所述声发射传感器直接置于所述待加工材料上或者固定于所述待加工材料上。

3.根据权利要求2所述的一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置，其特征在于：所述耦合剂为硅脂或凡士林或黄油，和/或，所述声发射传感器的中心频率为40khz、50khz、70khz、150khz、200khz、250khz、300khz中的任意一个频率或宽频。

4.根据权利要求1所述的一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置，其特征在于：所述装置还包括前置放大器，所述前置放大器连接于所述数据采集器和所述声发射传感器之间，用于声发射信号增益以及调节声发射信号的输出噪声。

5.根据权利要求4所述的一种激光制孔对壁损伤主动防护监测装置，其特征在于：所述前置放大器的增益为20db或40db或60db。

6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦秀，毛凯亮，王斌，陈晓晓，张文武，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：