一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法技术

本发明专利技术涉及材料表面强化处理的技术领域，更具体地，涉及一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，包括:获取待加工零件强化区域的曲率半径，判断激光入射角度范围；确定激光脉冲宽度、光斑直径和垂直入射条件下所需激光能量等激光参数；计算在最小入射角度时，所需的激光能量，以及判断该能量是否在激光器的技术指标内；利用不同能量的脉冲激光束对零件进行激光冲击强化。本发明专利技术根据待加工零件的入射角和曲率半径的变化对激光功率或能量进行补偿，避免因激光束在零件表面的投影面的形状和面积变化导致的强化效果不均匀，实现等强度强化，保证在同一区域或轨迹上激光功率密度不变，提升冲击效果的均匀性,降低激光冲击处理表面的粗糙程度。

An energy compensation equal power density laser oblique impact method

The invention relates to the technical field of material surface strengthening treatment, and more specifically relates to an energy compensation equal power density laser oblique impact method, including: obtaining the curvature radius of the strengthening area of the part to be processed, judging the range of laser incidence angle, determining the laser pulse width, spot diameter and the excitation required under the condition of vertical incidence. Laser parameters such as light energy, calculating the required laser energy at the minimum angle of incidence, and judging whether the energy is in the technical specifications of the laser, using pulsed laser beams with different energy for laser shock strengthening of parts. The invention compensates the laser power or energy according to the variation of the incident angle and the curvature radius of the part to be processed, avoids the uneven strengthening effect caused by the change of the shape and area of the projection surface of the laser beam on the part surface, realizes the equal intensity strengthening, ensures the constant laser power density in the same area or track, and enhances the laser power density. The uniformity of impact effect reduces the roughness of laser shock processing surface.

【技术实现步骤摘要】
一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法
本专利技术涉及材料表面强化处理的
，更具体地，涉及一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法。
技术介绍
激光冲击是一种利用强激光诱导的冲击波来强化金属的技术，能够大幅度增强金属材料的耐久性。由于激光具有较好的可达性，能精确定位，因此激光冲击强化技术能够处理一些传统表面强化工艺不能处理的部位。激光冲击强化技术特别适合对小孔、倒角、焊缝和沟槽等部位进行强化。然而，对叶轮或整体叶片根部圆弧进行激光冲击强化时，必须斜入射角激光冲击强化，随着入射角度和圆弧角度的变化，激光束作用在表面的投影面的形状和面积都发生了变化，激光冲击强化效果不均匀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于入射角和曲率半径的能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，保证在同一区域或轨迹上激光功率密度的不便，提升金属残余应力的分布均匀性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，包括以下步骤：S1.获取待加工零件的圆弧强化区域的曲率半径R及待加工零件形貌特征，判断激光入射角度α范围，获取最小入射角度αmin；S2.根据待本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.获取待加工零件的圆弧强化区域的曲率半径R及待加工零件形貌特征，判断激光入射角度α范围，获取最小入射角度αmin；S2.根据待加工零件力学属性及待加工零件加工强度的要求，确定激光参数，所述激光参数包括激光脉冲强度、光斑直径D以及垂直入射条件下所需的激光能量Eo；S3.根据步骤S1中确定的最小入射角度αmin、曲率半径R以及步骤S2中确定的光斑直径D，确定在最小入射角度αmin时所需的激光能量E；以及判断所述激光能量E是否在激光器的技术指标内，若是，则转步骤S4；若不是，则返回步骤S2重新选定激光参数；S4.确定待加工零件圆...

【技术特征摘要】
1.一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.获取待加工零件的圆弧强化区域的曲率半径R及待加工零件形貌特征，判断激光入射角度α范围，获取最小入射角度αmin；S2.根据待加工零件力学属性及待加工零件加工强度的要求，确定激光参数，所述激光参数包括激光脉冲强度、光斑直径D以及垂直入射条件下所需的激光能量Eo；S3.根据步骤S1中确定的最小入射角度αmin、曲率半径R以及步骤S2中确定的光斑直径D，确定在最小入射角度αmin时所需的激光能量E；以及判断所述激光能量E是否在激光器的技术指标内，若是，则转步骤S4；若不是，则返回步骤S2重新选定激光参数；S4.确定待加工零件圆弧强化区域的强化路径以及光斑搭接规则；S5.利用不同能量的脉冲激光束通过不同的入射角度对零件进行激光冲击强化。2.根据权利要求1所述的能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，其特征在于，所述激光入射角度α范围为αmin≤α＜90°。3.根据权利要求1所述的能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，其特征在于，步骤S1中所述待加工零件为包括叶盘和叶片的叶轮，所述圆弧区域设于叶盘和叶轮的连接处。4.根据权利要求1所述的能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，周泽铭，林超辉，张峥，卢国鑫，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44