بررسي تاثير پارامترهاي فرآيند سوراخكاري ليزر سوپرآلياژ Hastelloy X روي مشخصه هاي هندسي سوراخ

Investigation of the Process Parameter Effects on the Hole Geometry Characteristics in Laser Drilling of Hastelloy X Superalloy

در سال هاي اخير، فرآيند سوراخ كاري ليزري به عنوان يكي از روش هاي موثر براي سوراخ كاري ريز قطعات با دقت بالا، زمان كم و نسبت طول به قطر بالا در صنايع گوناگون به ويژه صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گرفته است. جهت بهبود كيفيت فرآيند سوراخ كاري، شناسايي پارامترهاي فرآيند و بررسي تاثير آن ها بر روي مشخصه هاي خروجي سوراخ لازم است. در اين پژوهش فرآيند سوراخكاري ليزري Nd:YAG به روش چند پالسي بر روي سوپرآلياژ Hastelloy X انجام گرفت و تاثير پارامترهاي فرآيند شامل فركانس ليزر، عرض پالس و زمان نگهداري پرتو بر روي مشخصه هاي هندسي سوراخ (قطر سوراخ در قسمت ورودي و خروجي، دايره اي بودن سوراخ در قسمت ورودي و خروجي و زاويه مخروطي سوراخ) مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان مي دهد با افزايش فركانس ليزر، ميانگين قطر سوراخ در قسمت ورودي و خروجي افزايش يافته اما ميزان دايره اي بودن در قسمت ورودي و خروجي كاهش مي يابد و همچنين زاويه مخروطي شدن سوراخ نيز كمتر مي شود. با افزايش عرض پالس، ميانگين قطر در قسمت ورودي و خروجي و دايره اي بودن سوراخ در قسمت ورودي و خروجي به ترتيب افزايش و كاهش مي يابند. همچنين ميزان مخروطي شدن سوراخ با افزايش عرض پالس كاهش مي يابد. با افزايش زمان نگهداري پرتو، ميانگين قطر سوراخ در قسمت ورودي و خروجي افزايش يافته اما ميانگين دايره اي بودن ورودي و خروجي سوراخ كمتر شده و زاويه مخروطي سوراخ كاهش مي يابد.

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 nickel-based 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.