一种适用于等强度激光冲击的光束能量分布判定方法技术

本发明专利技术涉及材料表面强化处理领域，更具体地，涉及一种适用于等强度激光冲击的光束能量分布判定方法。所述方法包括：测量待加工零件强化区域的形状参数，建立选择坐标系下的待强化区域曲面方程；确定激光光束入射角度与该入射条件下激光光束与x、y、z轴的夹角；根据待加工零件的材料属性制定优选的激光冲击强化工艺，明确垂直入射条件下所需的激光光束能量；采用能量补偿方式对待强化曲面的斜入射位置进行工艺调整；根据激光能量修正的数学判定规则，调整待强化曲面所有位置的激光能量，获得适用于等强度激光冲击能量分布规律的激光光束。该方法可实现等强度激光冲击所要求的光束能量分布的精准判定，采用修正分布规律的激光光束可实现曲面结构零件的等强度强化处理。

A Method for Determining Beam Energy Distribution Suitable for Equal Intensity Laser Shock

The invention relates to the field of material surface strengthening treatment, and more specifically, to a method for determining the energy distribution of a beam suitable for equal intensity laser shock. The method includes: measuring the shape parameters of the strengthened area of the part to be processed, establishing the surface equation of the area to be strengthened in the selected coordinate system, determining the angle between the incident angle of the laser beam and the x, y and Z axes under the incident condition, formulating the optimized laser shock hardening process according to the material properties of the part to be processed, and defining the required laser beam energy under the vertical incident condition. The oblique incident position of the surface is adjusted by energy compensation. According to the mathematical judgment rule of laser energy correction, the laser energy at all positions of the surface to be strengthened is adjusted to obtain the laser beam suitable for the law of energy distribution of equal intensity laser shock. The method can accurately determine the beam energy distribution required by equal intensity laser shock, and the laser beam with modified distribution law can be used to realize equal intensity hardening of curved surface structural parts.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于等强度激光冲击的光束能量分布判定方法
本专利技术涉及材料表面强化处理领域，更具体地，涉及一种适用于等强度激光冲击的光束能量分布判定方法。
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新技术，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。利用激光冲击冲击强化技术对齿轮齿面、涡轮盘榫槽、整体叶盘叶片零件进行处理时，特殊的形状结构要求激光光束以不同角度斜入射至强化区域。另外，待加工零件的强化区域为复杂曲面结构时，若不同位置采取相同的激光光束进行冲击处理，势必造成残余应力等表面完整性强化效果在整个待强化区域的不均匀分布。目前，如何修正光束能量分布使待强化零件在激光非垂直入射条件下获得等能量密度加工，从而完成材料的等强度激光冲击强化是技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种适用于等强度激光冲击的光束能量分布判定方法，根据待强化曲面的形状变化对不同位置激光能量进行补偿，保持强化区域整体激光能量密度的不变(等功率密度)，从而实现等强度激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于等强度激光冲击的光束能量分布判定方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：测量待加工零件强化区域的形状参数，建立待强化区域的曲面方程F(x,y,z)＝0；S102：确定激光光束入射角度为θ，此条件下激光光束与x轴夹角为α，与y轴夹角为β，与z轴夹角为γ；S103：根据待加工零件的材料属性制定激光冲击强化工艺，明确垂直入射条件下所需的激光光束能量E0；S104：采用能量补偿方式对待强化曲面的斜入射位置进行工艺调整，确定强化位置在激光光束入射角度为θ时所需激光能量修正量；S105：根据步骤S104的激光能量补偿方式，调整待强化曲面所有位置的激光能量，获得适用于等强度激光冲击能量分布规...

【技术特征摘要】
1.一种适用于等强度激光冲击的光束能量分布判定方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：测量待加工零件强化区域的形状参数，建立待强化区域的曲面方程F(x,y,z)＝0；S102：确定激光光束入射角度为θ，此条件下激光光束与x轴夹角为α，与y轴夹角为β，与z轴夹角为γ；S103：根据待加工零件的材料属性制定激光冲击强化工艺，明确垂直入射条件下所需的激光光束能量E0；S104：采用能量补偿方式对待强化曲面的斜入射位置进行工艺调整，确定强化位置在激光光束入射角度为θ时所需激光能量修正量；S105：根据步骤S104的激光能量补偿方式，调整待强...

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