随着先进制造技术的飞速发展,航空航天系统对过滤器的品质、重量和性价比有了更高的要求。目前,振镜式的激光设备被广泛应用于精密金属滤网的微孔加工,但激光加工所带来的热变形、熔渣粘附等缺陷对滤网微孔的精度和一致性都会造成严重影响。本课题通过激光直接加工、溶液辅助激光加工和电解反应辅助激光加工的大量试验结果的对比和分析,提出背面电解辅助激光钻孔的特种加工工艺,用于海量微孔油滤网的加工。研究内容包括以下几个方面:1.对激光刻蚀金属材料的机理进行了分析,并指出激光直接刻蚀金属时会产生微裂纹等缺陷;然后分析了激光与溶液的相互作用,并依此分析了背面电解溶解腐蚀金属的作用机理。2.根据背面溶液辅助激光加工的作用机理,进行了激光加工与背面水辅助激光加工的对比试验研究。首先对比了两种加工方法在同参数下获得的微孔质量,指出背面溶液辅助的方法可以获得锥度更小、孔型更佳、熔渣以及再铸层少的微孔。然后通过五因素四水平的正交试验和单因素试验分析了激光参数对微孔锥度和表面形貌的影响。结果表明:激光功率和元素次数对锥度的影响最为显著,扫描速度和离焦量的影响相对较小;在一定的范围内降低激光功率、总加工次数或提高脉冲频率和扫描速度,都能够提高微孔表面质量,但过多的改变会使锥度大幅度提高。3.针对海量滤网孔的特殊情况,为了在较短时间内获得数千甚至数万高质量微孔,首先对传统同心圆型激光扫描路径进行了路径优化试验;然后提出了以方差衡量海量孔一致性的方法,设计五因素四水平的正交试验研究了激光参数对海量孔一致性的影响。由结果可知:离焦量和扫描速度对海量微孔一致性的影响最大,同心圆圈数和激光功率影响最小,因此在实际的生产加工过程中,不宜大幅度改变激光的离焦量和扫描速度。最后对比了一组全因子试验结果的孔锥度、多孔一致性以及千孔加工时间,获得了最佳参数,并成功在30×20 mm的区域内加工了40480个高质量孔。4.根据背面溶液辅助激光加工的试验结果,进行了背面电解辅助激光刻蚀微孔试验。首先分析了激光电化学复合刻蚀微孔的优势以及可行性,并对比了激光直接加工、背面水辅助激光加工和背面电解辅助激光加工的微孔形貌和孔壁质量;然后研究了电化学参数对微孔锥度和群微孔加工效率的影响。结果表明:背面电解辅助激光加工的加工工艺,能够在提高微孔孔壁质量的同时降低微孔锥度,选用合适的电化学参数能够大幅度提高海量孔的加工效率。本课题基于航天煤油滤芯的特种加工工艺进行了研究,提供了一种新颖的滤网加工工艺,并成功制备了多种型号的油滤网。同时深入探索了激光电化学组合加工工艺在高精度滤网加工上的可行性,具有一定的理论意义和实际的应用价值。