摘要：涡轮叶片上气膜冷却孔的精密制造是一项复杂的技术，特别覆有热障涂层的金属叶片的加工尤为困难。实验采用532nm的镱离子光纤纳秒脉冲激光研究脉冲激光束和陶瓷涂层或金属基材料之间的物理相互作用。通过半经验模型和有限元模型研究了激光与材料的相互作用，并预测了材料消融表面的几何形状。通过建模和实验数据之间的比较，进一步优化加工参数以获得最大的去除效率，并保证最少的由热效应引起的缺陷，如重铸层、边缘突起和微裂纹等。通过改变焦深、扫描模式、光斑半径和功率密度来研究激光与不锈钢、铜、镍铬铁合金718和氧化锆热障涂层等材料的相互作用。实验获得了激光能量密度阈值和材料最佳去除效率，并且验证了模拟的结果。

关键词：激光技术 激光微加工 气膜冷却孔 热障涂层 纳秒激光 

单位：上海交通大学密西根学院 上海200240