專利名稱：形成一個(gè)孔的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所述的形成一個(gè)孔的方法，這種方法是借助至少一個(gè)激光器和脈沖激光束在一個(gè)結(jié)構(gòu)部件中形成一個(gè)孔。此外，本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求16所述的用于實(shí)施所述方法的裝置。
背景技術(shù)：
很多結(jié)構(gòu)部件，尤其是鑄件，必須通過補(bǔ)充性的材料去除加工過程來在其上形成凹槽或通孔。特別是為了冷卻而帶有薄膜冷卻孔(Filmkühlloch)的渦輪結(jié)構(gòu)部件，一般在制成該部件后會(huì)在其上補(bǔ)充性地形成孔。
這種渦輪結(jié)構(gòu)部件通常也具有分層，例如一個(gè)金屬中間層和/或一個(gè)陶瓷外層。這時(shí)，薄膜冷卻孔就必須穿過這些分層和基材(鑄件)。
US 6,172,331和US 6,054,673公開了一種在分層系統(tǒng)中形成孔的激光鉆孔法，其中所使用的是超短激光脈沖長(zhǎng)度。這種方法是從一個(gè)特定的激光脈沖長(zhǎng)度范圍內(nèi)選出一個(gè)激光脈沖長(zhǎng)度，并用它來形成孔。
DE 10063309A1公開了一種借助一個(gè)激光器來形成一個(gè)冷卻空氣孔的方法，這種方法是調(diào)節(jié)激光參數(shù)，使得可以通過提純的方式去除材料。
由于平均功率很低，因此，使用超短激光脈沖不僅耗費(fèi)大，而且還很費(fèi)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是克服上述問題。
這個(gè)目的通過權(quán)利要求1所述的方法而達(dá)成，所述方法使用各種不同的激光脈沖長(zhǎng)度。
特別有利的方案是，只在前幾個(gè)工序中的一個(gè)工序中使用短激光脈沖長(zhǎng)度，使得分界面的一個(gè)外側(cè)上部區(qū)域具有最佳特性，因?yàn)檫@些最佳特性對(duì)于一介質(zhì)從孔中流出的流出行為和一介質(zhì)環(huán)繞該孔流動(dòng)的環(huán)流行為而言十分關(guān)鍵。相形之下，孔內(nèi)部的分界面的特性就并非很關(guān)鍵，因而在此可以使用較長(zhǎng)的激光脈沖長(zhǎng)度，這些較長(zhǎng)的激光脈沖長(zhǎng)度會(huì)導(dǎo)致非均質(zhì)分界面的產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可以快捷地實(shí)施所述方法的裝置。
這個(gè)目的通過權(quán)利要求16所述的裝置而達(dá)成。
從屬權(quán)利要求所涉及的是所述方法的其他有利措施。
從屬權(quán)利要求中所列舉的措施可以以有利的方式組合起來。


下面借助附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其中圖1為一基材中的一個(gè)孔，圖2為一分層系統(tǒng)中的一個(gè)孔，圖3、4、5、6、7、8、9為根據(jù)本發(fā)明的方法的各道工序，圖10為一個(gè)用于實(shí)施所述方法的裝置，圖11為一個(gè)渦輪葉片，圖12為一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)，以及圖13為一個(gè)燃燒室。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示的是一個(gè)帶有一個(gè)孔7的結(jié)構(gòu)部件1。結(jié)構(gòu)部件1由一基材4(例如鑄件)構(gòu)成。基材4可以是金屬基材和/或陶瓷基材。特別是當(dāng)所述結(jié)構(gòu)部件是渦輪部件，例如渦輪工作葉片120(參見圖10、11)或渦輪導(dǎo)向葉片130(參見圖11)、燃燒室內(nèi)襯155(參見圖12)以及一個(gè)汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)100(參見圖11，但也可以是航空渦輪機(jī))上的其他外殼零件時(shí)，所述基材4由一鎳基、鈷基或鐵基超級(jí)合金制成?；?中有一個(gè)孔7，該孔例如是一個(gè)通孔，也可以是一個(gè)盲孔。孔7由一個(gè)位于孔7下部的下部區(qū)域10和一個(gè)位于基材4的一個(gè)表面14上的發(fā)散部13構(gòu)成；其中，所述下部區(qū)域10可以實(shí)施為一個(gè)對(duì)稱的圓形區(qū)域，與孔7的部分10相比，所述發(fā)散部13從其橫載面上看是一個(gè)拓寬部分?？?例如是一個(gè)薄膜冷卻孔。尤其是發(fā)散部13的內(nèi)表面應(yīng)該平整，這樣，介質(zhì)就可以以最佳的方式從孔7中流出。
圖2顯示的是一個(gè)實(shí)施為分層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部件1?；?上有至少一個(gè)分層16。該分層可以是一種MCrAlX類型的金屬合金，其中，M代表鐵(Fe)、鈷(Co)或鎳(Ni)元素中的至少一種元素，X代表釔和/或稀土元素中的至少一種元素。分層16也可以是陶瓷分層。
該分層上還可以有另一個(gè)分層(圖中未顯示)，例如陶瓷分層，特別是隔熱分層。該隔熱分層例如是一個(gè)完全或局部穩(wěn)定的氧化鋯分層，特別是一個(gè)EB-PVD分層或等離子噴涂(APS，LPPS，VPS)分層。
這個(gè)分層系統(tǒng)中同樣有一個(gè)具有兩個(gè)所述分區(qū)10和13的孔7。
形成孔7的實(shí)施方案既適用于具有一個(gè)或多個(gè)分層的基材4，也適用于不具有分層的基材4。圖3和圖4顯示的是根據(jù)本發(fā)明的方法的各道工序。
根據(jù)本發(fā)明的方法使用各種不同的激光脈沖長(zhǎng)度，尤其在前幾個(gè)工序中的一個(gè)工序中使用小于100納秒，特別是小于50納秒的極短激光脈沖長(zhǎng)度。也可以使用小于皮秒或飛秒的激光脈沖長(zhǎng)度。使用小于100納秒，特別是小于50納秒的極短激光脈沖長(zhǎng)度時(shí)，分界面區(qū)域內(nèi)幾乎不會(huì)發(fā)生熔化現(xiàn)象。這樣，分界面區(qū)域內(nèi)不會(huì)形成裂縫，因而可以得到精確的幾何形狀。
前幾個(gè)工序中的一個(gè)工序是在結(jié)構(gòu)部件1中形成孔7的一個(gè)第一分區(qū)。這個(gè)分區(qū)可以與發(fā)散部13至少部分相符，也可以完全相符(參見圖4、7、8)。尤其，但并非必須，當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)金屬中間層或所述金屬基材4時(shí)，使用大于50納秒，特別是大于100納秒和最長(zhǎng)為10毫秒的激光脈沖長(zhǎng)度來形成孔7的其余(第二)分區(qū)10，如圖1或圖2所示。
一個(gè)單個(gè)激光器19的激光脈沖長(zhǎng)度可以進(jìn)行持續(xù)改變，例如從所述方法的開始到結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)。所述方法的第一步是去除外表面14上的材料，最后一步是達(dá)到孔7的深度。例如可以從一個(gè)平面11(參見圖6)開始沿軸向15逐層去除所述材料。
所述方法可以用在剛剛澆鑄出來的新的結(jié)構(gòu)部件1上。
所述方法同樣也可用在需要重新加工的結(jié)構(gòu)部件1上。這里所說的“重新加工”(Refurbishment)指的是，使用過的結(jié)構(gòu)部件1例如與分層脫離，修理(例如充填裂縫和去除氧化產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物)后對(duì)其重新進(jìn)行分層。這時(shí)就要用激光器19、19＇來除去雜質(zhì)或重新涂覆在結(jié)構(gòu)部件上(參見圖7)、并進(jìn)入了孔7中的分層材料。
實(shí)施所述方法時(shí)可以使用至少兩個(gè)或多個(gè)激光器19、19＇，它們可以例如依次投入使用。不同的激光器19、19＇具有不同的激光脈沖長(zhǎng)度范圍。例如，一個(gè)第一激光器19例如可以產(chǎn)生小于100納秒，特別是小于50納秒的激光脈沖長(zhǎng)度，一個(gè)第二激光器19＇例如可以產(chǎn)生大于50納秒，特別是大于100納秒的激光脈沖長(zhǎng)度。形成孔7時(shí)先使用第一激光器19。進(jìn)行進(jìn)一步加工時(shí)再使用第二激光器19＇。
圖5顯示的是一個(gè)孔7的一個(gè)剖面。在此也是先用大于50納秒，特別是大于100納秒的激光脈沖長(zhǎng)度來進(jìn)行粗加工，再用小于100納秒，特別是小于50納秒的激光脈沖長(zhǎng)度來進(jìn)行精加工。
孔7的下部區(qū)域10全部用具有大于50納秒，特別是大于100納秒的激光脈沖長(zhǎng)度的激光器來加工，而發(fā)散部13這部分區(qū)域則近乎全部地用具有大于50納秒，特別是大于100納秒的激光脈沖長(zhǎng)度的激光器來加工。之后，只需要用一個(gè)可以產(chǎn)生小于100納秒，特別是小于50納秒的激光脈沖長(zhǎng)度的激光器19、19＇對(duì)發(fā)散部13范圍內(nèi)的一個(gè)較薄的上部區(qū)域28進(jìn)行加工就可以完成孔7或發(fā)散部13。
圖6顯示的是結(jié)構(gòu)部件1中的一個(gè)孔7的俯視圖。不同的工序使用不同的激光器19、19＇或這些激光器19、19＇的不同激光脈沖長(zhǎng)度。例如先用長(zhǎng)激光脈沖長(zhǎng)度(＞50納秒，特別是＞100納秒)進(jìn)行粗加工。由此制成孔7最大的組成部分。這一內(nèi)部區(qū)域用參考符號(hào)25標(biāo)識(shí)。之后，只需要再去除孔7或發(fā)散部13的一個(gè)外側(cè)上部區(qū)域28，就可以達(dá)到孔7的最終尺寸(參見圖8，其中，所述外側(cè)上部區(qū)域28用虛線表示)。只有用一個(gè)具有極短激光脈沖長(zhǎng)度(＜100納秒，特別是＜50納秒)的激光器19、19＇完成對(duì)外側(cè)上部區(qū)域28的加工后，才算是制成了孔7或發(fā)散部13。也就是說，在用極短激光脈沖長(zhǎng)度去除外側(cè)上部區(qū)域28的同時(shí)，也用極短激光脈沖長(zhǎng)度制成了發(fā)散部13的輪廓29，因此，輪廓29上就不會(huì)再出現(xiàn)裂縫和熔化現(xiàn)象。例如可以從一個(gè)(垂直于軸向15)的平面11開始逐層去除材料。
另一種形成孔7的替代性方案是，先用短激光脈沖長(zhǎng)度(＜100納秒)制成外側(cè)上部區(qū)域28，其在軸向15上的深度與孔7的發(fā)散部13在該方向上的延伸度部分或完全相符(參見圖7，其中，內(nèi)部區(qū)域25用虛線表示)。這樣，發(fā)散部13的分界面區(qū)域內(nèi)就幾乎不會(huì)出現(xiàn)熔化現(xiàn)象，也不會(huì)形成裂縫，因而可以得到精確的幾何形狀。在這之后才用較大的激光脈沖長(zhǎng)度(＞50納秒，特別是＞100納秒)來去除內(nèi)部區(qū)域25。
圖9顯示的是對(duì)一個(gè)孔7進(jìn)行的重新加工(Refurbishment)，其中，在用分層16的材料對(duì)基材4進(jìn)行涂層時(shí)，材料滲入了已經(jīng)存在的孔7中。位于孔7的部分10范圍內(nèi)的較深區(qū)域例如可以用一個(gè)具有大于50納秒，特別是大于100納秒的激光脈沖長(zhǎng)度的激光器來加工。這些區(qū)域用參考符號(hào)25標(biāo)識(shí)。例如位于發(fā)散部13區(qū)域內(nèi)的更關(guān)鍵的上部區(qū)域28由于含有雜質(zhì)，因而須使用一個(gè)具有小于100納秒，特別是小于50納秒的激光脈沖長(zhǎng)度的激光器19＇來對(duì)其進(jìn)行加工。
圖10顯示的是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的裝置40的實(shí)施例，所述裝置40用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。裝置40例如由至少一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)35構(gòu)成，在所述實(shí)施例中，裝置40由一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)35構(gòu)成，該光學(xué)系統(tǒng)35主要是一個(gè)透鏡，它可以通過將一個(gè)激光束22導(dǎo)向基材4來形成通孔10。其中使用至少兩個(gè)激光器19、19＇。反射鏡31、33可以使激光束22＇、22″發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射向光學(xué)系統(tǒng)35。
反射鏡31、33是可移動(dòng)或可旋轉(zhuǎn)的，這樣就分別只有一個(gè)激光器19、19＇通過反射鏡31或33和光學(xué)系統(tǒng)35將其激光束22＇或22″發(fā)送到結(jié)構(gòu)部件1上。當(dāng)要去除一個(gè)平面內(nèi)的不同區(qū)域時(shí)，也可以通過一個(gè)或兩個(gè)，必要時(shí)多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)將激光束22＇或22″同時(shí)引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)部件上。這樣就可以例如用短激光脈沖長(zhǎng)度來形成外部區(qū)域28，用較大的激光脈沖長(zhǎng)度來形成內(nèi)部區(qū)域25。激光器19、19＇可以具有1064納米或532納米的波長(zhǎng)。激光器19、19＇可以具有各種不同的波長(zhǎng)。同樣的，例如激光器19具有0.05毫秒至5毫秒的脈沖長(zhǎng)度，而激光器19＇具有50納秒至500納秒的脈沖長(zhǎng)度。這樣就可以通過移動(dòng)反射鏡31、33來使得具有相應(yīng)激光脈沖長(zhǎng)度的激光器19、19＇經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)35分別輸入耦合到結(jié)構(gòu)部件1上，其中，相應(yīng)的激光脈沖長(zhǎng)度是形成例如外側(cè)上部區(qū)域28或內(nèi)部區(qū)域25所必需的。可以這樣移動(dòng)反射鏡31、33、光學(xué)系統(tǒng)或基材4，使得可以如圖3至圖9所示的那樣逐層地從基材4上去除材料。如果先按照?qǐng)D6形成外側(cè)上部區(qū)域28，就要將具有短激光脈沖長(zhǎng)度的激光器19＇輸入耦合。隨后在形成內(nèi)部區(qū)域25時(shí)，通過移動(dòng)反射鏡33將激光器19＇輸出耦合，再通過移動(dòng)反射鏡31將具有較大激光脈沖長(zhǎng)度的激光器19輸入耦合。
圖11顯示的是一個(gè)沿一縱軸121延伸的葉片120、130的透視圖，所述葉片中例如需形成復(fù)數(shù)個(gè)薄膜冷卻孔，這些孔例如具有一個(gè)發(fā)散部13。葉片120、130沿縱軸121依次具有一個(gè)緊固區(qū)400、一個(gè)與所述緊固區(qū)鄰接的葉片平板403和一個(gè)葉身區(qū)406。緊固區(qū)400內(nèi)有一個(gè)用于將工作葉片120、130固定在軸上的葉片根部183。該葉片根部183實(shí)施為T形頭。也可以采取其他的實(shí)施方案，例如杉樹形葉片根部或燕尾形葉片根部。傳統(tǒng)葉片120、130的上述區(qū)域400、403、406一般都使用實(shí)心的金屬材料。在此，可以通過鑄造法、鍛造法、銑削法或以這些方法的組合形式來形成所述工作葉片120、130。
圖12顯示的是一個(gè)以實(shí)施例形式出現(xiàn)的燃?xì)廨啓C(jī)100的縱向局部剖視圖。
燃?xì)廨啓C(jī)100的內(nèi)部具有一個(gè)支承在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸102上的轉(zhuǎn)子103，轉(zhuǎn)子103可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸102旋轉(zhuǎn)，又稱為渦輪轉(zhuǎn)子。沿著轉(zhuǎn)子103依次布置著一個(gè)吸進(jìn)殼體104、一個(gè)壓縮機(jī)105、一個(gè)配有若干個(gè)共軸布置的燃燒器107的、例如呈環(huán)形的燃燒室110，特別是環(huán)形燃燒室106、一個(gè)渦輪108和一個(gè)排氣室109。環(huán)形燃燒室106和一個(gè)例如呈環(huán)形的熱氣通道111連通。在熱氣通道中，例如有四個(gè)串聯(lián)在一起的、共同構(gòu)成了渦輪108的渦輪級(jí)112。每個(gè)渦輪級(jí)112由兩個(gè)葉片環(huán)組成。從一工作介質(zhì)113的流動(dòng)方向上看，熱氣通道111中的每個(gè)導(dǎo)向葉片列115后面布置著一個(gè)由工作葉片120所組成的工作葉片列125。
其中，導(dǎo)向葉片130固定在一個(gè)定子143的一個(gè)內(nèi)殼138上，而組成一個(gè)工作葉片列125的工作葉片120則例如通過一個(gè)渦輪葉輪盤133安裝在轉(zhuǎn)子103上。轉(zhuǎn)子103上耦接著一個(gè)發(fā)電機(jī)或一個(gè)做功機(jī)器(圖中未顯示)。
燃?xì)廨啓C(jī)100工作時(shí)，壓縮機(jī)105通過吸進(jìn)殼體104吸入空氣135，并對(duì)這部分空氣進(jìn)行壓縮。在壓縮機(jī)105靠近渦輪一側(cè)的一端上產(chǎn)生的壓縮空氣被輸送到燃燒器107上，并在這里與一燃料混合。這部分由壓縮空氣和燃料構(gòu)成的混合物在燃燒室110中燃燒，形成工作介質(zhì)113。從燃燒室110中出來的工作介質(zhì)113沿著熱氣通道111流過導(dǎo)向葉片130和工作葉片120。工作介質(zhì)113在工作葉片120上以脈沖傳輸?shù)姆绞浇祲海瑥亩沟霉ぷ魅~片120驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子103，再由轉(zhuǎn)子103驅(qū)動(dòng)與其耦接的做功機(jī)器。
燃?xì)廨啓C(jī)100工作時(shí)，與工作介質(zhì)113接觸的結(jié)構(gòu)部件承受著一定的熱負(fù)荷。除了覆蓋在環(huán)形燃燒室106上的隔熱塊外，從工作介質(zhì)113的流動(dòng)方向上看構(gòu)成第一渦輪級(jí)的導(dǎo)向葉片130和工作葉片120是熱負(fù)荷最高的結(jié)構(gòu)部件。為了使這部分導(dǎo)向葉片和工作葉片能夠經(jīng)受住其所在位置的溫度，要用一冷卻劑對(duì)它們進(jìn)行冷卻。
所述基材同樣可以具有一個(gè)定向結(jié)構(gòu)，也就是說，其為單晶結(jié)構(gòu)(SX-結(jié)構(gòu))或只含有縱向晶粒(DS-結(jié)構(gòu))?？梢允褂描F基、鎳基或鈷基超級(jí)合金作為基材的材料。葉片120、130上同樣可以有具有防腐(MCrAlX；M是鐵(Fe)、鈷(Co)或鎳(Ni)元素中的至少一種元素，X代表釔(Y)和/或稀土元素中的至少一種元素)和隔熱功能(通過一個(gè)隔熱涂層而實(shí)現(xiàn))的分層。所述隔熱涂層由例如ZrO2、Y2O4-ZrO2制成，也就是說，由于氧化釔和/或氧化鈣和/或氧化硅的存在，所述隔熱分層并非部分或完全穩(wěn)定。通過使用適當(dāng)?shù)姆謱臃椒?，例如電子束物理氣相沉積(EB-PVD)，隔熱涂層中會(huì)產(chǎn)生莖狀晶粒。
導(dǎo)向葉片130具有一個(gè)朝著渦輪108的內(nèi)殼138的導(dǎo)向葉片根部(圖中未顯示)和一個(gè)位于所述導(dǎo)向葉片根部對(duì)面的導(dǎo)向葉片頂部。導(dǎo)向葉片頂部朝向轉(zhuǎn)子103，并固定在定子143的一個(gè)緊固環(huán)140上。
圖13顯示的是一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)的一個(gè)燃燒室110。燃燒室110實(shí)施為例如所謂的環(huán)形燃燒室，具有復(fù)數(shù)個(gè)燃燒器102，從切線方向上看，這些燃燒器圍繞渦輪軸103布置，并通向一個(gè)共同的燃燒室空間。因此從整體上看，燃燒室110具有一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，可以圍繞渦輪軸103布置。
為了達(dá)到較高的效率，燃燒室110設(shè)計(jì)能使用具有較高溫度的工作介質(zhì)M，其中，“較高溫度”指的是約1000℃至1600℃。為了即使在存在諸如此類不利于材料的工作參數(shù)的情況下也能實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的持續(xù)工作時(shí)間，燃燒室壁153朝向工作介質(zhì)M的一側(cè)上配備了一個(gè)由熱屏蔽元件155構(gòu)成的內(nèi)襯。每個(gè)熱屏蔽元件155朝向工作介質(zhì)的一側(cè)由耐高溫材料制成，或者其上配有一個(gè)特別耐熱的防護(hù)層。此外，鑒于燃燒室110內(nèi)部的高溫，還為熱屏蔽元件155及其支持件設(shè)置了一個(gè)冷卻系統(tǒng)。熱屏蔽元件155上也可以有帶有一發(fā)散部13的孔7，以達(dá)到冷卻熱屏蔽元件155或使可燃?xì)怏w流走的目的。
燃燒室壁及其分層可以采用與渦輪葉片類似的材料。
燃燒室110的一個(gè)特別功能是可以探測(cè)熱屏蔽元件155的損耗情況。為此，燃燒室壁153和熱屏蔽元件155之間布置了復(fù)數(shù)個(gè)溫度傳感器158。
權(quán)利要求
1.一種借助脈沖激光束(22)在一個(gè)結(jié)構(gòu)部件(1，120，130，155)中形成一個(gè)孔(7)的方法，其特征在于，所述方法具有大量工序，與后幾個(gè)工序中的一個(gè)工序相比，前幾個(gè)工序中的一個(gè)工序使用較短的激光脈沖長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在孔形成過程中，激光脈沖長(zhǎng)度從所述結(jié)構(gòu)部件(1)的一個(gè)外表面(14)開始直至達(dá)到所述孔(7)的深度為止持續(xù)增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在一個(gè)第一工序中使用小于100納秒，特別是小于50納秒的激光脈沖長(zhǎng)度，在后幾個(gè)工序中的一個(gè)工序中使用大于等于50納秒，特別是大于等于100納秒和小于10毫秒的激光脈沖長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)部件(1)進(jìn)行加工，其中，所述結(jié)構(gòu)部件(1)形成一個(gè)分層系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法用于對(duì)一個(gè)分層系統(tǒng)(1)進(jìn)行加工，所述分層系統(tǒng)包括一個(gè)金屬基材(4)和至少一個(gè)陶瓷分層(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述分層系統(tǒng)(1)包括一個(gè)基材(4)和一個(gè)金屬分層(16)，所述金屬分層(16)特別具有一MCrAlX類型的成分，其中，M代表鐵、鈷或鎳元素中的至少一種元素，X代表釔和/或稀土元素中的至少一種元素。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述分層系統(tǒng)(1)包括一個(gè)基材(4)和一個(gè)分層(16)，所述分層(16)具有一個(gè)金屬中間層和一個(gè)陶瓷外層。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的方法，其特征在于，所述陶瓷分層(16)是一個(gè)隔熱涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7或8所述的方法，其特征在于，所述基材(4)是一鎳基、鈷基或鐵基超級(jí)合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)部件(1)進(jìn)行加工，所述結(jié)構(gòu)部件(1)是一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)(100)或汽輪機(jī)的一個(gè)渦輪葉片(120，130)、一個(gè)燃燒室內(nèi)襯(155)或一個(gè)其他的結(jié)構(gòu)部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的方法，其特征在于，所述方法用在一個(gè)新制成的結(jié)構(gòu)部件(1，120，130，155)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的方法，其特征在于，所述方法用在一個(gè)需要重新加工的結(jié)構(gòu)部件(1，120，130，155)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少兩個(gè)，特別地為多個(gè)激光器(19，19′)，所述激光器可以產(chǎn)生不同范圍的激光脈沖長(zhǎng)度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，先用短激光脈沖長(zhǎng)度形成所述孔(7)的一個(gè)外側(cè)上部區(qū)域(13)，再用較長(zhǎng)的激光脈沖長(zhǎng)度形成所述孔(7)的一個(gè)第二分區(qū)(10)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在一個(gè)第一工序中形成所述孔(7)的一個(gè)外側(cè)上部區(qū)域(28)，再在后幾個(gè)工序中的一個(gè)工序中形成所述孔(7)的一個(gè)內(nèi)部區(qū)域(25)。
16.一種用于對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)部件(1)進(jìn)行加工，特別是根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求進(jìn)行加工的裝置(40)，其包括至少兩個(gè)可以產(chǎn)生不同激光脈沖長(zhǎng)度的激光器(19，19′)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述裝置(40)具有至少一個(gè)反射鏡(31，33)，所述反射鏡用于將一個(gè)激光束(22)引導(dǎo)到需要加工的結(jié)構(gòu)部件(1)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有至少一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(35)，特別地為一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(35)，所述光學(xué)系統(tǒng)將所述激光器(19，19′)的激光束(22′，22″)引導(dǎo)到所述結(jié)構(gòu)部件(1)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有至少一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(35)，因而可以將所述激光器(19，19′)的激光束(22′，22″)同時(shí)引導(dǎo)到所述結(jié)構(gòu)部件(1)上。
全文摘要
迄今為止所用過的在一個(gè)結(jié)構(gòu)部件中形成一個(gè)孔的方法一般都很耗費(fèi)時(shí)間和金錢，因?yàn)槠渲惺褂玫氖蔷哂谐碳す饷}沖長(zhǎng)度的專用激光器。根據(jù)本發(fā)明的方法使用不同的激光脈沖長(zhǎng)度，且超短激光脈沖長(zhǎng)度只用在需要去除的區(qū)域上，其中可能會(huì)對(duì)該區(qū)域內(nèi)的穿流行為和流出行為造成明顯影響。所述區(qū)域例如是一個(gè)孔的一個(gè)發(fā)散部(13)的內(nèi)表面，通過使用超短激光脈沖長(zhǎng)度，該孔可以形成得非常精確。
文檔編號(hào)B23K26/06GK1849194SQ200480026160
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月6日
發(fā)明者托馬斯·貝克, 喬格·博斯坦喬格洛 申請(qǐng)人:西門子公司