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摘要
针对航空发动机涡轮叶片气膜冷却孔加工问题，选取GH4037合金为研究对象，利用德国德玛吉精密激光打孔机床进行毫秒激光倾斜打孔试验，并采用COMSOL软件进行仿真。在倾角为15°的情况下，测试了激光光束离焦量分别为负离焦、零离焦和正离焦情况下的打孔质量，在零离焦打孔时，不仅打孔深度较大，且在入口处的圆度较好，横纵向孔径差值最小。在30°和45°2种倾角下进行打孔试验对比，结果表明：在零离焦情况下，激光脉冲数为180、重复频率为60 Hz、脉宽为1 ms、脉冲能量为1.2～1.8 J，且在无辅助气体的斜孔加工条件下，倾斜角度为30°时的孔形形貌较好，倾斜角度为45°时的孔形形貌较差，主要原因在于倾斜角度增大，靶材反射率提高，靶材表面的光斑面积增加，孔口处的燃烧效应增强，产生明显的二次烧蚀现象。采用COMSOL软件的固体传热和变形几何模块对打孔过程进行仿真，仿真结果可在一定程度上预测试验结果。
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单位机电工程学院; 江苏大学; 宿迁学院
