[发明专利]一种提高激光诱导冲击波压力的方法及装置

摘要

本发明公开了一种提高激光诱导冲击波压力的方法及装置。本发明方法利用激光诱导铝箔产生等离子体，高压脉冲电极对离子体放电，诱发形成光电复合能场，进而诱导产生具有超高密度、超高速膨胀特征的高温等离子体，使高温等离子体在约束状态下撞击待加工表面，大幅提高激光诱导的冲击波压力，使高强材料表面强化，提高其强度、硬度、抗磨损以及抗疲劳性能。本发明装置包括激光器、电极及高压电源、放电介质、运动平台等关键部分，具有结构简单，便于调节，自动化程度高等优点，可以在固定激光能量下将激光诱导的冲击波压力提高数至数十倍，解决了目前激光冲击强化技术受激光器功率所限制的技术难题，适用于高强合金材料的激光冲击强化。

主权项

一种提高激光诱导冲击波压力的方法，其特征在于，利用激光诱导铝箔产生等离子体，高压脉冲电极对离子体放电，诱发形成光电复合能场，进而诱导产生具有超高密度、超高速膨胀特征的高温等离子体，使高温等离子体在约束状态下撞击待加工表面，大幅提高激光诱导的冲击波压力，使高强材料表面强化，提高其强度、硬度、抗磨损以及抗疲劳性能；具体步骤为：A)将工件(19)表面上贴有铝箔(20)，将纳秒脉冲激光照射在铝箔(20)表面上；B)铝箔(20)吸收激光产生气化；C)在激光作用下，气化物质电离产生具有导电特性的等离子体团；D)等离子体团继续吸收激光能量而膨胀，促使等离子体团外表面迅速向外扩展；E)等离子体团外表面进入对称电极(22)的放电间隙后，对称电极(22)自动放电，从而自动诱发形成光电复合能场，产生高温；F)受高温作用，等离子体密度迅速增加并产生爆炸，实现了等离子体的超高速膨胀；G)在放电介质的约束下，超高速膨胀态的等离子体气体以超高压力的冲击波冲击工件(19)表面产生显著的强化效应。