[發明專利]激光加工方法

在審

• 申請號: 202010086674.3
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN112192054A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 吳屋真之;團野實;刑部圣
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉建

激光加工方法包括：向由耐熱合金構成的金屬層和由隔熱涂層構成的保護層層疊而成的被加工件照射短脈沖激光即第一激光以形成貫通金屬層的貫通孔的工序(S1)、以及向被加工件照射激光以擴寬貫通孔的工序(S2)。

技術領域

本發明涉及激光加工方法。

本申請基于在2019年07月08日向日本申請的特愿2019-127138號主張優先權，將其內容援引于此。

背景技術

對于燃氣輪機的靜葉、動葉、航空機用發動機的靜葉、動葉以及構成燃燒器面板的面板等暴露于高溫的構件，要求耐熱性(隔熱性)。為此，對于上述那樣的構件，有時使用具備由耐熱合金構成的金屬層、以及層疊于金屬層的表面且由具有隔熱性的熱障涂層(TBC)構成的保護層的復合材料。

為了在由上述那樣的材料形成的構件上形成用于冷卻的微細的孔，有時使用激光加工。例如，在專利文獻1中公開了如下那樣的結構：為了開設冷卻孔，利用脈沖紫外線激光將設置于葉片的表面的保護層去除，并利用YAG激光等對金屬層進行加工。

另外，在專利文獻2中公開了如下那樣的結構：在加工對象物的保護層上形成了大徑部后，在金屬層上切削出小徑的輔助貫通孔，并以擴寬該輔助貫通孔的方式在加工對象物上切削出貫通孔。在該結構中，在加工輔助貫通孔的工序中，在照射了脈沖寬度為100微秒以下的短脈沖激光后，照射脈沖寬度為亞毫秒以上的光纖激光，從而在金屬層上形成輔助貫通孔。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利第5216808號說明書

專利文獻2：日本特開2017-225994號公報

然而，在專利文獻1所公開那樣的結構中，在從保護層側對復合材料照射激光以形成孔的情況下，在向金屬層照射激光時，在孔貫通金屬層之前的階段，熔融成液狀的金屬向激光的照射方向近前側反濺。在專利文獻2所公開的結構中，在保護層形成了大徑部后，在金屬層形成輔助貫通孔時，若對金屬層照射光纖激光，則在輔助貫通孔貫通之前的階段，熔融金屬向光纖激光的照射方向近前側反濺。

像這樣反濺的熔融金屬(渣滓)在保護層以及金屬層附著于形成中的加工孔的內周面。

因此，有可能由于附著于孔的內周面的熔融金屬的熱量，在保護層與金屬層的邊界部產生保護層與金屬層的剝離。

發明內容

發明要解決的課題

本公開是為了解決上述任一課題而提出的，其目的在于，提供一種能夠抑制保護層與金屬層的剝離的激光加工方法。

用于解決課題的手段

第一方式的激光加工方法包括：向由耐熱合金構成的金屬層和由隔熱涂層構成的保護層層疊而成的被加工件照射短脈沖激光即第一激光，以形成貫通所述金屬層的貫通孔的工序；以及向所述被加工件照射激光，以擴寬所述貫通孔的工序。

根據本方式，第一激光使用短脈沖激光。短脈沖激光的脈沖寬度比光纖激光等短，且激光照射時的熱影響較小。通過利用上述那樣的短脈沖激光即第一激光來在至少金屬層形成貫通孔，從而能夠抑制在形成貫通孔時所產生的熔融金屬向保護層側反濺。另外，通過形成貫通孔，從而在照射激光以擴寬貫通孔時產生的熔融金屬通過貫通孔而向與保護層相反的一側排出。由此，在擴寬貫通孔的工序中，也能夠抑制熔融金屬向保護層側反濺。

因此，激光加工方法能夠抑制保護層與金屬層的剝離。

另外，第二方式的激光加工方法以第一方式的激光照射方法為基礎，其中，在形成所述貫通孔的工序中，向所述被加工件照射所述第一激光，以形成將所述保護層與所述金屬層貫通的所述貫通孔。