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激光冲击强化技术有哪些优势?

2021-12-30

激光冲击强化技术(laser shock processing),也叫做激光喷丸技术(laser peening, laser shock peening),它是利用很强的激光束产生等离子冲击波,来提高金属材料抗疲劳,耐磨,抗腐等能力的一种新技术,该技术的优势比较多,下面就给大家具体介绍一下激光冲击强化技术有哪些优势。

1、激光冲击强化技术的高压冲击波压力可以达到数Gpa,甚至是Tpa量级,这是传统的机械加工方式无法企及的,比如机械冲压的压力只在几十Mpa到几百Mpa之间;同时它具有超高的应变率,冲击波作用的时间只有几十纳秒,冲击波作用时间如此短,就使得应变率可以达到10-10/s,比爆炸成形高出一百倍,比机械冲击高出一万倍。

2、常用的冲击强化技术的激光束单脉冲能量可以达到几十焦耳,峰值功率能够达到Gw量级,它可以在10-20ns内把光能转化为冲击波机械能,从而可以让能量得到高效的利用;激光器的重复频率可为几~十几Hz,整个冲击系统的负荷也只有30kw左右,因此是一种能耗很低的加工方式。

3、强化层厚度大,激光喷丸可获得毫米级残余压应力层,显著优于其他表面应变强化技术。残余压应力幅值高、深度大,因此可以极好地抑制疲劳裂纹的萌生和扩展。

4、激光喷丸技术加工过程完全自动化,具有可控性强、一致性强等优势;而且强化过程不产生热量,被强化零部件没有热影响区。整个工艺过程为非接触形式,强化效果好等的显著优势。涂层的作用是保护工件不被激光灼伤,并且还可以增强对于激光能量的吸收,常用的涂层材料有铝箔和黑漆等。

以上就给大家介绍了关于激光冲击强化技术的优势,该技术非常先进,应用范围很广,在航空航天,轨道交通,汽车制造以及电力能源等领域都有广泛应用,未来该技术还会不断完善和升级,因此应用前景非常好。

山东迈特莱斯金属表面科技有限公司面向广大制造行业提供金属零部件激光冲击强化技术服务。




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