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一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化方法及装置制造方法及图纸

技术编号:29387859 阅读:21 留言:0更新日期:2021-07-23 22:21
本发明专利技术公开了一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化方法及装置,包括电流施加组件、激光组件和喷水组件;所述电流施加组件用来提供电流从而使得待加工工件电致塑性;所述激光组件用来提供激光能量从而加工待加工工件;所述喷水组件在待加工工件形成平整的水帘作为激光冲击处理的约束层;将电致塑性与激光冲击相结合来强化材料,与单一的激光冲击相比,可以解决加工硬化、应力分布不均匀不深入、裂纹以及位错等一系列的问题。同时,针对大型工件,提出利用电流收集器,可以将电流充分引至加工区域,减少电流在大工件中的大量损耗,在待强化区域形成高密度的电流。该方法可以弥补电流能量偏小的问题,并且显著改善加工质量,提高加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化方法及装置
本专利技术涉及到材料表面强化处理领域,特别涉及一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化方法及装置。
技术介绍
在目前的机械行业中,特别是航空航天、工程机械、海洋工程和船舶制造等领域,这些领域对服役机械零部件的可靠性提出越来越高的要求,这就要求机械零部件具有高的表面硬度、高耐磨性、高抗疲劳性、高表面光洁度和良好的耐蚀性等综合性能,这是当下我国机械制造行业所面临的主要问题。电致塑性加工是新型的加工及技术,是在普通的金属变形加工过程中施加高能脉冲电流对所加工的材料进行电刺激(电致塑性加工),或者在加工前后对金属进行处理(电致塑性处理),以获得良好加工性能及综合的机械性能。电致塑性的作用只是通过高能脉冲电流来改变材料的微观组织结构,使材料的本构关系发生改变,最终改变材料的变形能力和力学性能。但是在处理大型工件时,电流在金属中的损耗就会变大,有效电流就会变小,这样就达不到电致塑性处理的最好效果。其次,该效应并不能强化金属材料,而在很多的实际应用中,用到的金属材料必须被很好得强化过。激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化装置,其特征在于,包括电流施加组件、激光组件和喷水组件;/n所述电流施加组件用来提供电流从而使得待加工工件(6)电致塑性;/n所述激光组件用来提供激光能量从而加工待加工工件(6);/n所述喷水组件在待加工工件(6)形成平整的水帘作为激光冲击处理的约束层;/n所述电流施加组件包括脉冲电流发生器(12)、固定电极(8)和电流收集器(3);所述脉冲电流发生器(12)的一端与固定电极(8)导线连接,另一端与电流收集器(3)导线连接;所述电流收集器(3)与固定电极(8)之间设置有代加工工件(6),待加工工件(6)设置在固定电极(8)上,且电流收集器(3)与固...

【技术特征摘要】
1.一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化装置,其特征在于,包括电流施加组件、激光组件和喷水组件;
所述电流施加组件用来提供电流从而使得待加工工件(6)电致塑性;
所述激光组件用来提供激光能量从而加工待加工工件(6);
所述喷水组件在待加工工件(6)形成平整的水帘作为激光冲击处理的约束层;
所述电流施加组件包括脉冲电流发生器(12)、固定电极(8)和电流收集器(3);所述脉冲电流发生器(12)的一端与固定电极(8)导线连接,另一端与电流收集器(3)导线连接;所述电流收集器(3)与固定电极(8)之间设置有代加工工件(6),待加工工件(6)设置在固定电极(8)上,且电流收集器(3)与固定电极(8)之间的距离可调;
所述激光组件包括激光发生设备(1)和控制平台(13);所述控制平台(13)可调节激光发生设备(1)在竖直方向上的位置。


2.根据权利要求1所述的一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化装置,其特征在于,所述电流收集器(3)包括汇流排(15)、紧固螺栓(16)、圆柱状电极(17)、压紧弹簧(19)、可拆卸电极头(20)和支撑柱(21);所述汇流排(15)上通过紧固螺栓(16)固定连接有三个所述圆柱状电极(17),其中,一个所述圆柱状电极(17)上滑动连接有可拆卸电极头(20),且圆柱状电极(17)和可拆卸电极头(20)之间设置有压缩弹簧(19),圆柱状电极(17)与可拆卸电极头(20)之间相对滑动时可压缩或者拉伸压缩弹簧(19);另外二个所述圆柱状电极(17)上滑动连接有支撑柱(21),且圆柱状电极(17)和支撑柱(21)之间设置有压缩弹簧(19),圆柱状电极(17)与支撑柱(21)之间相对滑动时可压缩或者拉伸压缩弹簧(19);所述支撑柱(21)用来支撑和导向;所述可拆卸电极头(20)用来加工待加工工件(6)。


3.根据权利要求2所述的一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化装置,其特征在于,所述电流收集器(3)还包括绝缘外壳(14),所述绝缘外壳(14)内设置有汇流排(15)和固定钢板(18),且固定钢板(18)用来支撑固定圆柱状电极(17),圆柱状电极(17)与固定钢板(18)位置保持不变;所述支撑柱(21)和可拆卸电极头(20)通过绝缘外壳(14)支撑,且一端凸出于绝缘外壳(14)。


4.根据权利要求2或者3任一项所述的一种针对大工件的电致塑性和激光冲击复合强化装置,其特征在于,所述支撑柱(21)不导电。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜银方赵健朱福文王思理董正乾
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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