【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光冲击强化领域，特别是涉及一种激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法。
技术介绍
1、金属材料的腐蚀失效是指材料表面和服役环境中的腐蚀介质发生物理或者化学反应使材料损坏或者变质并导致其不能发挥正常功能的现象。在众多的腐蚀失效中，应力腐蚀开裂是一种灾难性的腐蚀失效形式，它是指构件在应力和腐蚀介质的共同作用下引起的开裂，通常是桥梁坍塌、飞机失事、油罐爆炸、管道泄漏的源头，会导致巨大的生命和财产损失。
2、在过去的几十年里，作为金属材料表面塑性变形强化技术的一种，激光冲击强化(lsp:laser shock peening)已被证明能够有效提升材料的抗应力腐蚀性能。除了lsp产生的表层梯度纳米结构和硬化层，在抗应力腐蚀行为上起到主要作用的是lsp诱导的表层高幅值残余压应力，残余压应力能够一定程度上抵消外部环境带来的拉应力且能抑制腐蚀介质向材料内部侵入，在抗应力和耐腐上起到双重有益效果。
3、在lsp加工的实际应用中，为保证强化效果的均匀性和加工效率，在大面积lsp处理金属材料的过程中通常采用特定光斑搭接率(50％居多)和“z”型光斑路径进行逐点逐行搭接加工的方式。然而，“z”型光斑路径lsp处理方式，因其固有的激光束序列特性易在材料表面产生残余应力各向异性(即平行于光斑扫描前进方向的残余压应力要比垂直方向的大得多)；在强化薄壁件时甚至会发生整体弯曲变形，导致残余压应力释放，大幅降低lsp的应力强化效果
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种激光
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，包括：
3、对金属试样表面进行预处理，获得预处理后的金属试样；
4、将所述预处理后的金属试样固定至加工平台，采用黑色胶带和流水分别作为激光能量吸收层和等离子体约束层，并确定试样表面加工的面积；
5、对每个激光光斑的中心点进行编号并确定坐标，通过随机函数对所述编号进行随机排序，获得乱序激光光斑位置点；
6、激光强化设备通过所述乱序激光光斑位置点对所述试样表面加工的面积进行处理，完成强化。
7、优选的，所述对金属试样表面进行预处理，获得预处理后的金属试样的过程包括：
8、用线切割获取特定面积的金属试样；
9、对所述金属试样的表面依次使用180、400和800目sic砂纸进行打磨，再使用无水乙醇进行超声波清洗15分钟，获得预处理后的金属试样。
10、优选的，所述激光光斑覆盖的面积由光斑数量、光斑直径和光斑搭接率共同决定。
11、优选的，所述激光光斑覆盖的阵列大于等于3×3个激光冲击点，所述光斑直径为1mm～6mm，所述光斑搭接率为10％～90％，所述激光强化设备的脉冲能量为1-15j，波长为1064nm，加工频率为1-5hz，脉宽为18-20ns。
12、优选的，所述对每个激光光斑的中心点进行编号并确定坐标，通过随机函数对所述编号进行随机排序，获得乱序激光光斑位置点的过程包括：
13、对所述金属试样表面构建平面直角坐标系，基于z型路径顺序对每个激光光斑的中心点进行编号并确定坐标，获得光斑编号；
14、基于随机函数对所述光斑编号进行随机化排序，获得所述获得乱序激光光斑位置点。
15、优选的，激光强化设备通过所述乱序激光光斑位置点对所述试样表面加工的面积进行处理，完成强化的过程包括：
16、基于所述乱序激光光斑位置点和光斑输出次序确定冲击起始点和冲击终止点的位置；
17、所述激光强化设备从冲击起始点开始激光冲击，按设定的路径进行冲击，最终在完成终止点的冲击后，关闭所述激光强化设备，完成强化过程。
18、本专利技术的技术效果为：
19、1.本专利技术所述的一种激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，通过将传统“z”型光斑路径上连续搭接作用的激光脉冲以一种随机输出的形式作用到工件的待加工区域，避免激光束外围残余拉/压应力在水平/竖直方向上进行连续叠加，减小两个方向上的残余压应力差异，有效降低残余应力各向异性，实现对非薄壁件表面的应力强化效果的整体提升。
20、2.本专利技术所述的一种激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，通过随机输出的形式将激光束作用到材料表面，避免薄壁件发生整体弯曲变形，防止残余压应力释放，保证激光冲击强化效果。
21、3.本专利技术所述的一种激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，该方法保留的应力强化和残余压应力各向同性能够促进表面均匀钝化膜的形成，并能抵消外部拉应力，从而显著改善构件的耐蚀性和抗应力腐蚀性能。
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1.一种激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，所述对金属试样表面进行预处理，获得预处理后的金属试样的过程包括：
3.根据权利要求1所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，所述激光光斑覆盖的面积由光斑数量、光斑直径和光斑搭接率共同决定。
4.根据权利要求3所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，所述激光光斑覆盖的阵列大于等于3×3个激光冲击点，所述光斑直径为1mm～6mm，所述光斑搭接率为10％～90％，所述激光强化设备的脉冲能量为1-15J，波长为1064nm，加工频率为1-5Hz，脉宽为18-20ns。
5.根据权利要求1所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，所述对每个激光光斑的中心点进行编号并确定坐标，通过随机函数对所述编号进行随机排序，获得乱序激光光斑位置点的过程包括：
6.根据权利要求1所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，激光强化设备通过所述乱
...【技术特征摘要】
1.一种激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，所述对金属试样表面进行预处理，获得预处理后的金属试样的过程包括：
3.根据权利要求1所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，所述激光光斑覆盖的面积由光斑数量、光斑直径和光斑搭接率共同决定。
4.根据权利要求3所述的激光脉冲随机选位均匀强化控形控腐方法，其特征在于，所述激光光斑覆盖的阵列大于等于3×3个激光冲击点，所述光斑直径为1m...
【专利技术属性】
技术研发人员：王长雨，徐陆婕，王统章，冯辉彬，冯爱新，罗开玉，鲁金忠，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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