[发明专利]中小径长管内壁激光喷丸强化的方法与装置

摘要

一种中小径长管内壁激光喷丸强化的方法与装置，其特征所述的方法是在90°圆锥反射体表面镀上反射膜，圆形激光束经圆锥反射体反射成环带状，待强化管内壁贴一层激光强化用的柔性贴膜。激光束中心线，管中心轴及90°圆锥反射体中心轴位于同一条直线，与导轨平行。经反射体反射后的环带状激光垂直作用在内壁柔性贴膜上，产生等离子冲击波作用在管内壁，在管内壁产生残余压应力层，提高了管内壁的硬度、耐腐蚀性、耐磨性、疲劳强度等性能。圆锥反射体从管一端直线运行到另一端，实现了整个管壁连续强化过程。本发明不仅能适用一定范围中小内径大小的管，且对于长度较长的管能实现连续的激光喷丸过程。

主权项

1.一种中小径长管内壁激光喷丸强化的方法，其特征在于它包括以下步骤：1）在待强化的管件（4）的内壁贴上一层激光强化用的柔性贴膜；2）将管件（4）用夹具固定在工作平台上，并使工作平台与导轨相连；3）调整工作平台的位置，使管件（4）的中心线、激光束（3）、顶角为90°的圆锥反射体（6）的安装轴（7）在一条直线上；4）根据管件的材料和处理状态，选择功率密度为5~30 GW/cm²的大功率激光器，通过聚焦系统（2）控制辐照在圆锥反射体（6）上的激光束光斑直径，使经90°圆锥反射体（6）反射后得到一环带状激光束的功率密度满足以下要求：GW/cm²；式中：I_环带为经圆锥体反射后的环带状激光束5的能量密度，d_激光束为激光束3的光斑直径，d_管为管4的内径，I_激光束为激光束3的能量密度；5）调整工作平台水平位置，使管件（4）的前端面与圆锥反射体（6）的顶点重合；6）根据环带状激光束的搭接率要求，设定工作平台的进给速度及行程；运行激光器及工作平台系统开始激光喷丸强化；7）激光喷丸强化完成后，去除管件（4）内壁的残留柔性贴膜。