一种激光冲击强化方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光冲击强化方法和系统。该方法首先形成流向工件表面待处理区域的水柱；然后将流动的吸收保护层材料注入水柱形成吸收保护层；最后，将激光束通过水柱后作用于吸收保护层，形成冲击波作用于工件表面。该方法无需预先设置吸收保护层，通过对吸收保护层材料与激光束的注入时序控制，使吸收保护层到达工件表面后将激光束射入水柱，不仅提升了处理效率，而且可用于处理形状复杂或者表面狭小的工件。

A laser shock strengthening method and system

【技术实现步骤摘要】
一种激光冲击强化方法与系统
本专利技术涉及激光冲击强化
，尤其涉及一种激光冲击强化方法与系统。
技术介绍
激光冲击强化是一种表面处理技术，用于对工件表面进行压应力处理。通常，激光冲击强化过程是：在工件表面通过喷涂、贴附等方法设置吸收保护层，吸收保护层表面设置约束层；强激光聚焦透过约束层后作用于吸收保护层，产生强烈的高温高压等离子体，等离子体爆炸膨胀，形成数个GPa(109Pa)的冲击波，冲击波在约束层辅助下，相对高效率地耦合入工件，产生塑性变形和压应力，从而增强工件表面硬度、耐磨性，提高疲劳寿命等。激光冲击强化中约束层的主要目的是提高冲击波耦合效率。目前，一般采用光学玻璃等固体材料贴膜作为约束层，或者在侧面喷射厚度约0.5mm-1mm的水膜等柔性材料作为约束层。相比而言，水膜是流体，破碎后可以恢复。但是，在激光冲击强化工艺中，使用水膜作为约束层也产生一系列问题：首先，有效激光能量对水膜厚度和水膜波纹很敏感，因此，传统激光冲击强化中要求控制水膜质量，理想情况下，在整个处理过程中水膜保持同样厚度，呈平稳状态，但是在实际处理过程中水膜很本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光冲击强化方法，其特征是：包括如下步骤：/n(1)形成流向工件表面待处理区域的水柱；/n(2)采用流动的介质作为吸收保护层材料；将吸收保护层材料注入水柱，吸收保护层材料通过水柱到达工件表面，在冲击力作用下在工件表面展开，形成吸收保护层；/n(3)待步骤(2)完毕，激光束通过水柱后作用于吸收保护层，形成冲击波作用于工件表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光冲击强化方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)形成流向工件表面待处理区域的水柱；
(2)采用流动的介质作为吸收保护层材料；将吸收保护层材料注入水柱，吸收保护层材料通过水柱到达工件表面，在冲击力作用下在工件表面展开，形成吸收保护层；
(3)待步骤(2)完毕，激光束通过水柱后作用于吸收保护层，形成冲击波作用于工件表面。


2.如权利要求1所述的激光冲击强化方法，其特征是：水柱是层流水柱。


3.如权利要求1所述的激光冲击强化方法，其特征是：水柱的一端到工件表面的距离大于10mm，优选大于50mm，更优选大于100mm，最优选大于500mm。


4.如权利要求1所述的激光冲击强化方法，其特征是：水柱的流速大于2m/s，优选大于10m/s。


5.如权利要求1所述的激光冲击强化方法，其特征是：设垂直于水柱流向的截面为横截面，水柱的横截面为圆形时，横截面直径为D，设激光冲击强化强度为I0，激光脉冲能量为E0，激光脉宽为tp，直径D为：





6.如权利要求5所述的激光冲击强化方法，其特征是：通过调节激光脉冲能量和/或直径D实现预定的激光冲击强化强度。


7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的激光冲击强化方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文武，王玉峰，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33