[发明专利]高功率纤维激光器泻流孔钻孔装置和使用该装置的方法

权利要求书

1.一种纤维激光处理的工件，包括限定多个间隔的贯穿的通道的非连续主体，每个通道被具有表面特性的外围层界定，所述表面特性包括再铸层和一个或多个微裂纹，其中，如果形成，则再铸层深度或厚度和微裂纹宽度每一个比航空工业中相关标准小。

2.根据权利要求1所述的纤维激光处理工件，其中再铸层厚度和微裂纹宽度的工业标准分别是0.005″和0.0015″。

3.根据权利要求1所述的纤维激光处理工件，其中再铸层的厚度在约0.0015″和约0.0025″之间变化，和微裂纹宽度在约0.0002″和约0.001″之间变化。

4.根据权利要求1所述的纤维激光处理的工件，其中主体由选自由如下构成的组的材料制成：铝、陶瓷、金属陶瓷、镍合金、不锈钢、钛及其组合。

5.根据权利要求1所述的纤维激光处理的工件，其中主体具有选自由如下构成的组的配置：涡轮叶片、喷嘴、引导翼或导向叶片、燃烧室和后燃烧室。

6.根据权利要求1所述的纤维激光处理的工件，其中隔开的通道具有相应的大致一致的直径和锥度，外围层的每一个无飞溅物，并且具有清洁和基本上一致的、没有不规则物的出口和入口。

7.根据权利要求6所述的纤维激光处理工件，间隔开的通道具有大致一致或均匀开口，所述开口具有小于X的标准偏差。

8.一种对工件钻孔的方法，包括：

沿着路径在多个预定位置之间相对于彼此可控制地移动工件和单模高功率纤维激光器；和

在每一个位置处周期性地触发纤维激光器，由此输出至少一个脉冲入射在该位置，以便在工件中钻出多个贯穿的隔开的通道，所述至少一个脉冲具有选定的光学特性，使得再铸层，如果形成在限定通道的外围上，以及一个或多个微裂纹，如果形成在再铸层中，所具有的厚度和宽度分别地小于用于航天工业的相应标准。

9.根据权利要求8所述的方法，其中纤维激光器的周期性触发包括每一个位置输出单独一个脉冲，所述一个脉冲被成形和配置以钻出整个通道。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在每个位置处的所述一个脉冲具有约10毫秒的脉冲宽度、方形或矩形、在6千瓦和约20千瓦之间变化的峰值功率。

11.根据权利要求8所述的方法，其中纤维激光器的周期触发包括以在约25赫兹和约50赫兹之间变化的重复频率在每个位置输出多个脉冲。

12.根据权利要求11所述的方法，其中脉冲的输出包括配置均匀或一致的矩形脉冲，每一个矩形脉冲具有约0.5至约3毫秒之间的脉冲宽度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中以大致基本模式进行均匀或一致的脉冲的输出，所述基本模式具有大致一致的参数，参数包括M²值、焦点、光斑尺寸和在约6千瓦和20千瓦之间的范围的峰值功率。

14.根据权利要求8所述的方法，其中用于厚度和宽度的标准分别是约0.0015″和约0.0005″。

15.一种用于对工件的主体钻孔的激光系统，所述激光系统包括操作以发射入射在主体上的选定位置的多个离散的脉冲的高功率Yb纤维激光器，并且配置成在相应的位置处提供多个贯穿的且大致均匀间隔开的通道，该通道每一个由外围限定，脉冲的每一个具有选定的参数，使得再铸层，如果形成在外围上，和一个或多个微裂纹，如果形成在再铸层中，所具有的厚度和宽度分别地小于用于航天工业的相应标准。

16.根据权利要求15所述的激光系统，其中用于再铸层厚度和微裂纹宽度的标准分别是0.005″和0.0015″。

17.根据权利要求15所述的激光系统，其中纤维激光器配置成使得单个离散脉冲具有足以钻孔整个通道的参数。

18.根据权利要求17所述的激光系统，其中单个离散脉冲具有参数，参数包括矩形形状、至少10毫秒的脉冲宽度和至少...的峰值功率，这些参数被如此选择使得相应通道的外围以大致一致或均匀的角度倾斜、具有大致一致的直径，无飞溅物且具有清洁且大致一致的没有不规则物的出口和入口。