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文档简介

1、光机电应用技术国家教学资源库激光冲击强化性能的主要影响因素课 程：激光加工质量性能检测主讲教师： 高 尧光机电应用技术国家教学资源库了解影响激光冲击强化效果的主要因素，掌握如何优化冲击参数教学目标光机电应用技术国家教学资源库由于激光冲击强化处理的冲击波是由等离子体产生的,因此影响激光冲击强化处理效果的因素与产生等离子体的参数有关,包括激光参数、金属材料表面特性、涂层、环境氛围等,同时与约束层也有极大关系。在诸多因素中,激光参数、涂层、约束层是主要的影响因素,实际冲击过程中冲击参数的优化就是上述各因素的优化组合。影响激光冲击强化性能的因素光机电应用技术国家教学资源库2 3 41激光功率密度激光脉

2、宽约束层吸收层影响激光冲击强化性能的因素光机电应用技术国家教学资源库激光功率密度激光功率密度越大，持续作用时间越长，冲击压力越大，冲击区表面硬度越高，但是达到某一功率密度后，硬度值会达到饱和状态，因此存在一个最小的的临界冲击压力。激光功率密度大小应根据试样材料的物理机械性能来具体选择。光机电应用技术国家教学资源库激光脉宽激光脉宽的大小对激光冲击处理效果有很大影响。激光冲击处理后材料的塑性变形深度、表面残余压应力均与激光脉宽有关。冲击波脉宽(激光脉宽的1.3倍)与靶的塑性变形深度成线性关系。因此从强化效果的角度来看,采用较大的激光脉冲宽度可获得较好的强化效果然而过大的激光脉冲宽度极易造成金属材料

3、表面的热损伤,降低激光冲击处理的效果。光机电应用技术国家教学资源库约束层在激光冲击过程中,约束层可以有效提高激光冲击中产生的对冲击波峰压。作为激光冲击约束层的材料都具有以下几个特点:1)对某种波长的激光具有高的透光率;2)有较高的机械强度(抗剪切和抗拉伸强度);3)在满足一定机械强度的要求下,约束层要有一个合理的厚度。光机电应用技术国家教学资源库约束层在激光冲击过程中,约束层可以有效提高激光冲击中产生的对冲击波峰压。作为激光冲击约束层的材料都具有以下几个特点:1)对某种波长的激光具有高的透光率;2)有较高的机械强度(抗剪切和抗拉伸强度);3)在满足一定机械强度的要求下,约束层要有一个合理的厚度

4、。光机电应用技术国家教学资源库约束层国内外目前主要以水和玻璃为约束层在激光冲击时在激光冲击时, ,有无约束层激光冲击产生的峰值压力相差较大。有无约束层激光冲击产生的峰值压力相差较大。光机电应用技术国家教学资源库吸收涂层1磷化吸光涂层(利用化学或电化学方法获得磷酸盐)喷涂和涂敷的吸光涂层(在金属表面喷涂或涂敷黑漆等)2提高对不同波长激光能量的吸收率吸收层光机电应用技术国家教学资源库吸收层二是涂层可以起到有效保护金属工件表面免受高能激光束直接辐照产生表面“融蚀”从而改善了激光冲击后金属工件表面质量。一是涂层在高能束激光作用下气化、爆炸产生了冲击波,从而对金属工件起到强化作用。光机电应用技术国家教学资源库 激光功率密度12激光脉宽3约束层小结4吸收层

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