一种在线实时变脉宽的叶片激光冲击强化控形方法技术

本发明专利技术公开一种在线实时变脉宽的叶片激光冲击强化控形方法，包括据采集分析、建立强化方案以确定不同冲击点的脉宽值、编写控制程序、激光变脉宽强化加工、强化效果检测。本发明专利技术技术方案相对现有技术，针对叶片复杂曲面和壁厚不均匀的结构，能够随着叶片结构变化而在线实时改变脉冲宽度，既能保证不同区域达到最佳强化效果，也使叶片不至于因为脉宽过大而导致热损伤和变形超差。

An on-line real-time variable pulse width control method for blade laser shock enhancement

The invention discloses a real-time and variable pulse width control method for blade laser shock processing, which includes collecting and analyzing and establishing strengthening scheme to determine pulse width values of different impact points, programming control program, laser pulse width hardening processing and strengthening effect detection. The technical scheme of the invention compared with the existing technology, the structure of blade and complex curved wall thickness is not uniform, with leaf structure change and change the online real-time pulse width, which can guarantee the best enhancement effect in different regions, the leaves not because the pulse width is too large due to thermal deformation and damage tolerance.

【技术实现步骤摘要】
一种在线实时变脉宽的叶片激光冲击强化控形方法
本专利技术涉及激光冲击强化领域，特别涉及一种在线实时变脉宽的叶片激光冲击强化控形方法。
技术介绍
叶片是航空发动机的重要零件，决定着发动机的性能、可靠性和寿命。另外，由于发动机工况复杂，对叶片综合性能要求高，提高叶片的综合机械性能具有十分重要意义。随着激光加工技术的不断发展和成熟，激光冲击强化技术已经成为一种叶片加工强化的有效手段，能很大程度上提高叶片的综合机械性能。并且激光功率密度的选择对于激光冲击强化的效果有着直接影响，激光脉宽对激光冲击强化区域的塑性变形深度、表面残余压应力也有很大的影响。航空发动机的叶片结构复杂，叶型面呈空间复杂扭曲曲面，叶片壁厚不均，不同位置的厚度有比较大差别。要想达到理想的强化效果，需要根据叶片结构变化随时改变激光参数。现有的激光强化加工工艺不能实现参数实时改变，对于叶片这种具有复杂曲面的零件而言，不能实时可控参数，达不到对零件的理想强化效果。如果脉宽过小，厚壁处强化效果下降；若脉宽过大，薄壁处又会产生塑性变形和热损伤，导致零件报废。叶片是航空发动机等关键零件，其精度要求高，机械性能要求也高，同时使用的是较难加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线实时变脉宽的叶片激光冲击强化控形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对叶片数据采集和分析，根据理论计算和实验判断，推断出待加工叶片的最佳脉宽使用范围；S2：利用数值仿真分析和优化算法拟定叶片的激光强化方案，根据所述步骤S1的分析结果，以叶片变形量和残余应力为目标函数，拟定最优的强化方案，确定每一个冲击点的激光脉冲宽度以及机械臂的运动轨迹；S3：根据所述步骤S2拟定的强化方案，编写控制程序，导入总控机，控制激光器的输出参数、机械臂的运动轨迹以及喷水喷头和辅助设备的工作，实现激光器在加工过程中实时改变参数，满足不同区域对脉冲激光束的要求；S4：一机械臂夹持叶片按照预定轨迹运动，一机械臂给...

【技术特征摘要】
1.一种在线实时变脉宽的叶片激光冲击强化控形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对叶片数据采集和分析，根据理论计算和实验判断，推断出待加工叶片的最佳脉宽使用范围；S2：利用数值仿真分析和优化算法拟定叶片的激光强化方案，根据所述步骤S1的分析结果，以叶片变形量和残余应力为目标函数，拟定最优的强化方案，确定每一个冲击点的激光脉冲宽度以及机械臂的运动轨迹；S3：根据所述步骤S2拟定的强化方案，编写控制程序，导入总控机，控制激光器的输出参数、机械臂的运动轨迹以及喷水喷头和辅助设备的工作，实现激光器在加工过程中实时改变参数，满足不同区域对脉冲激光束的要求；S4：一机械臂夹持叶片按照预定轨迹运动，一机械臂给叶片喷水提供约束层，激光器实时改变参数，发出脉冲激光对所述叶片进行强化；S5：对加工完毕的叶片进行检测，判断叶片的宏观形状、残余应力、表面粗糙度，硬度以及表面缺陷是否符合标准。如果不符合要求且零件还未报废则重复上述步骤S1至S4的加工过程，直至达到标准；若零件报废则结束加工。2.如权利要求1所述在线实时变脉宽的叶片激光冲击强化控形方法，其特征在于，所述步骤S1中的叶片数据包括待加工叶片的宏观形状、残余应力分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，杨丰槐，张峥，杨智帆，于秋云，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44