飞秒激光加工液体火箭发动机喷注部件无锥度微孔试验研究

为了提高液体火箭发动机喷注部件微孔加工质量,完全消除孔壁锥度,提出了倾斜工件改变激光与孔壁入射角的旋转钻孔方法,设计搭建了工件空间调控的装置平台,研究了激光倾斜角度和激光入射方位对微孔尺寸与结构形貌的影响,探究了倾斜加工直孔孔型的演变过程,并针对离心式喷嘴切向孔开发出一套完整的定孔径、定锥度倾斜工件旋转钻孔的工艺。结果表明,进行激光倾斜加工时需要保证激光光轴和工件旋转轴共面,否则会产生孔形曲线误差;通过调整工件倾斜角度可控制钻孔锥度,调整激光焦点相对工件表面旋转中心的距离可控制钻孔半径。该方法实现了孔深4.5 mm,深径比10∶1的大深径比无锥度微孔加工,加工质量较好,孔口和孔壁无明显热影响区和重铸层,可满足液体火箭发动机离心式喷嘴切向孔的可控高质量加工要求。