The invention discloses a fast scanning laser shock strengthening method and system for a directional area, which belongs to the field of laser shock, including a laser, a control module, a galvanometer device, a clamping robot and a water feeding robot, including the following steps: S1: setting the laser shock strengthening parameters of the laser; S2: controlling the shape scanning of the area to be processed by the module and planning the path of laser shock ; S3: adjust the rotation frequency and rotation angle of the mirror of the galvanometer device, S4: when the mirror of the galvanometer device rotates to the next angle, the laser emits a pulse laser to the mirror of the galvanometer device, and repeat step S3 until the whole area to be processed is impacted and strengthened. Through the rapid swing of the mirror of the galvanometer device, the reflected laser beam moves in the path of laser impact, instead of the movement of the clamping robot, so that the laser impact strengthening of the parts with complex shape in the surface area can be realized quickly.
【技术实现步骤摘要】
一种定向区域快速扫描式激光冲击强化方法及系统
本专利技术涉及激光冲击领域,尤其涉及一种定向区域快速扫描式激光冲击强化方法及系统。
技术介绍
在交变载荷的作用下,金属零部件经常因为局部疲劳裂纹、断裂而整体报废,甚至导致设备或装备的故障或事故,疲劳断裂是影响机械结构和装备安全性、可靠性的重要因素。大量研究表明,金属构件的疲劳性能与其表面完整性密切相关。一般情况下,断裂往往由于在交变载荷的作用下构件表面产生裂纹,逐渐扩展而导致整体的破坏。为提高服役条件下结构的可靠性,延长使用寿命,在不改变基体材料性能的前提下,表面强化技术得到国际上越来越多的研究,提出多种多样的表面强化方法,得到广泛应用,取得很好的效果与收益。激光冲击强化技术作为一种新型材料表面改性技术,与喷丸、滚光、表面合金化等传统强化手段相比,具有强化效果佳、适用性好的技术优势。其原理为通过短脉宽、高峰值功率的激光辐射金属零件表面,使金属表面涂覆的吸收保护层吸收激光能量并发生爆炸气化蒸发,产生温度大于K的高温、压力大于1GPa的高压等离子体;该离子体受金属表面约束水层的约束,形成高压冲击波并向材料内部传播,利用冲击波的力学效应在材料表层产生塑性变形,使表层材料发生微观组织变化,并在较深的厚度残留压应力,从而显著提高金属的抗疲劳、耐磨损和防应力腐蚀等性能。激光冲击强化装置通常由高能脉冲激光器、夹持机器人与送水机器人组成。在控制模块的作用下,激光器输出短脉冲高能脉冲激光束,并且在加工面上聚焦形成相应形状、大小 ...
【技术保护点】
1.一种定向区域快速扫描式激光冲击强化方法,其特征在于,包括激光器、控制模块、振镜装置、夹持机器人和送水机器人,所述激光器、所述控制模块和所述振镜装置相互电性连接,所述夹持机器人与所述送水机器人分别设在所述振镜装置的两侧;包括以下步骤:/nS1:设定激光器的激光冲击强化参数;/nS2:控制模块对待加工区域的形状扫描并规划激光冲击的路径;/nS3:调整振镜装置的反射镜的转动频次及转动角度,使通过反射后的激光束沿着激光冲击的路径移动,同时调整激光器发射出的激光束与振镜装置的反射镜的焦距;/nS4:夹持机器人将加工工件夹持至振镜装置的物镜下,同时送水机器人对待加工区域喷水,振镜装置的反射镜每转动到下一角度时,激光器发射出脉冲激光到振镜装置的反射镜上,使反射出的脉冲激光的焦平面处于加工工件的加工区域上;重复执行步骤S3,直到完成对整个待加工区域冲击强化。/n
【技术特征摘要】
1.一种定向区域快速扫描式激光冲击强化方法,其特征在于,包括激光器、控制模块、振镜装置、夹持机器人和送水机器人,所述激光器、所述控制模块和所述振镜装置相互电性连接,所述夹持机器人与所述送水机器人分别设在所述振镜装置的两侧;包括以下步骤:
S1:设定激光器的激光冲击强化参数;
S2:控制模块对待加工区域的形状扫描并规划激光冲击的路径;
S3:调整振镜装置的反射镜的转动频次及转动角度,使通过反射后的激光束沿着激光冲击的路径移动,同时调整激光器发射出的激光束与振镜装置的反射镜的焦距;
S4:夹持机器人将加工工件夹持至振镜装置的物镜下,同时送水机器人对待加工区域喷水,振镜装置的反射镜每转动到下一角度时,激光器发射出脉冲激光到振镜装置的反射镜上,使反射出的脉冲激光的焦平面处于加工工件的加工区域上;重复执行步骤S3,直到完成对整个待加工区域冲击强化。
2.根据权利要求1所述的一种定向区域快速扫描式激光冲击强化方法,其特征在于,所述激光冲击强化参数包括激光脉冲能量、脉冲宽度、脉冲激光触发频率、光斑搭接率和冲击强化次数。
3.根据权利要求2所述的一种定向区域快速扫描式激光冲击强化方法,其特征在于,脉冲激光触发频率设定为高频率触发;光斑搭接率设定为75%以上。
4.根据权利要求1所述的一种定向区域快速扫描式激光冲击强化方法,其特征在于,所述振镜装置采用前聚焦振镜。
5.一种定向区域快速扫描式激光冲击强化系统,其特征在于,包括所述激光器、所述控制模块、所述振镜装置、所述夹...
【专利技术属性】
技术研发人员:张永康,李佳敏,杨青天,杨振宁,刘俊,刘航,
申请(专利权)人:广东镭奔激光科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东;44
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