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影响激光冲击强化效果的因素

2022-07-12

激光冲击是一种应用在物体表面工程的工艺,它能够利用脉冲高功率激光束在材料中产生残余应力,其产生的残余应力是普通喷丸的十倍以上,因此就可以很好地提升工件疲劳寿命,激光喷丸提高材料表面的耐损性,增强材料表面的硬度。在激光喷丸强化过程中,有很多因素影响到它的效果,那么影响激光冲击强化效果的因素有哪些呢?

1、激光质量:激光冲击强化是利用脉冲激光逐“点”处理零件表面,一定数量的激光斑点覆盖整个待处理区域。因此激光束的质量直接影响到最终的强化效果。迈特莱斯激光冲击设备采用了半导体泵浦激光器,激光光束为能量均匀分布的平顶光束,光斑范围内功率密度分布均匀,既获得了均匀的强化效果,又保证了处理后的表面质量。

2、控制系统:良好的控制系统可以确保每个激光冲击斑点之间的能量差异最小化,以及工艺重复性、稳定性。迈特莱斯激光冲击设备采用成熟稳定的控制系统,实现了8小时连续激光冲击脉宽稳定性0.07ns,运行功率稳定性0.28%,为工业化加工生产提供良好保障。

3、工艺参数选择:激光冲击强化的工艺参数主要包括激光功率、光斑尺寸、光斑搭接率、冲击处理区域、光斑路径、脉冲激光频率等。这些参数需要根据工件实际强化需求进行工艺设计以获得最佳强化效果。

关于功率密度,在约束层和材料一定的情况下,激光功率密度越大,冲击波的峰值压力也就越大;当峰值压力超过了弹性极限的时候,材料的表层就会发生塑性应变,从而产生材料表层的残余应力。但要注意,功率密度并非越高越好,与材料种类、热处理状态等有关。

总之,影响激光冲击强化效果的主要因素包括设备性能因素和工艺设计因素。


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