بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند سوراخکاری لیزر سوپرآلیاژ hastelloy x روی مشخصه‌های هندسی سوراخ

در سال‌های اخیر، فرآیند سوراخ‌کاری لیزری به عنوان یکی از روش‌های موثر برای سوراخ‌کاری ریز قطعات با دقت بالا، زمان کم و نسبت طول به قطر بالا در صنایع گوناگون به ویژه صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گرفته است. جهت بهبود کیفیت فرآیند سوراخ‌کاری، شناسایی پارامترهای فرآیند و بررسی تاثیر آن‌ها بر روی مشخصه‌های خروجی سوراخ لازم است. در این پژوهش فرآیند سوراخکاری لیزری nd:yag به روش چند پالسی بر روی سوپرآلیاژ hastelloy x انجام گرفت و تاثیر پارامترهای فرآیند شامل فرکانس لیزر، عرض پالس و زمان نگهداری پرتو بر روی مشخصه‌های ‌هندسی سوراخ (قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی، دایره‌ای بودن سوراخ در قسمت ورودی و خروجی و زاویه مخروطی سوراخ) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد با افزایش فرکانس لیزر، میانگین قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی افزایش یافته اما میزان دایره‌ای بودن در قسمت ورودی و خروجی کاهش می‌یابد و همچنین زاویه مخروطی‌شدن سوراخ نیز کمتر می‌شود. با افزایش عرض پالس، میانگین قطر در قسمت ورودی و خروجی و دایره‌ای بودن سوراخ در قسمت ورودی و خروجی به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابند. همچنین میزان مخروطی‌شدن سوراخ با افزایش عرض پالس کاهش می‌یابد. با افزایش زمان نگهداری پرتو، میانگین قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی افزایش یافته اما میانگین دایره‌ای بودن ورودی و خروجی سوراخ کمتر شده و زاویه مخروطی سوراخ کاهش می‌یابد.

Investigation of the process parameter effects on the hole geometry characteristics in laser drilling of Hastelloy X superalloy

In recent years, laser drilling is used as a new process for micro drilling with high precision, less time and high aspect ratio in various industries, particularly in the aerospace industry. To improve the quality of drilling process, identification of the process parameters and investigation of their influence on the output characteristics are necessary. In present study, laser percussion drilling process was performed on Hastelloy X nickelbased superalloy and the effect of process parameters including laser frequency, pulse width and laser beam keeping time was investigated on the hole geometry characteristics (hole entrance and exit diameter, hole entrance and exit circularity and hole taper). The results indicate that by increasing the laser frequency, hole entrance and exit diameter increases but hole entrance and exit circularity and hole taper decrease. By increasing the pulse width, hole entrance and exit diameter increases but hole entrance and exit circularity decreases. Also, with increasing the pulse width, hole taper decreases. When the laser beam keeping time increases, hole entrance and exit diameter increases but hole entrance and exit circularity and hole taper decrease.