张晓兵，纪 亮，蔡 敏，毛 忠，李元成，张 伟

（1.中国航空制造技术研究院，北京 100024；2.高能束流加工技术重点实验室，北京 100024）

激光加工小孔技术是激光材料加工的主要应用方向之一。早在20世纪70年代，随着具有较高频率、更高平均功率、毫秒（10-3s）脉冲宽度的灯泵浦YAG 激光器的出现和商品化，激光加工小孔技术开始普遍应用于航空发动机涡轮叶片和燃烧室零件的气膜冷却孔加工。毫秒或几百微秒脉冲宽度的激光制孔技术至今仍在航空发动机、燃气轮机制造中广泛应用[1]。

毫秒激光的单脉冲能量可以达到几焦耳甚至几十焦耳，加工小孔的效率非常高，但由于与材料热作用时间长，热影响较大，孔壁存在再铸层，易产生微裂纹，且存在小孔不圆、尺寸精度及其一致性不高、孔壁不光滑、孔口毛刺多等问题[2]。

随着激光器技术的发展，出现了纳秒、皮秒甚至飞秒脉冲宽度的固体激光器，由于激光脉冲与材料作用时间短得多，相应热影响显著减小。尤其是脉冲宽度小于10ps 的超快激光，激光作用时间小于金属材料中电子吸收光子能量并传输给原子晶格的时间（10-11s），晶格吸收的能量还没能通过晶格间碰撞传递，激光脉冲已经停止，理论上可以避免热扩散，因此，很快被用于尝试解决毫秒激光制孔存在的问题。随着脉冲能量、平均功率的不断提高，超快激光已具备加工更大深度小孔的能力和工业化应用可接受的加工效率，因而为解决毫秒脉冲激光加工叶片气膜冷却孔存在的孔壁再铸层等问题提供了现实可行性。……