[发明专利]利用表面微织构去除残余应力洞的工件表面激光冲击工艺

摘要

本发明涉及利用表面微织构去除残余应力洞的工件表面激光冲击工艺，对微织构激光参数进行优化，利用激光微织构形成的阵列小孔，达到释放残余应力的目的，同时，微织构形成的小孔在稀疏波传播过程中起到阻断作用，使表面汇聚波不能到达光斑中心，无法形成残余应力洞，使用PDVF压电传感器在工件表面监测确保表面稀疏波无法向光斑中心汇聚。此外，本发明将激光冲击强化的激光参数转换为以去离子水为约束层的激光参数，使得本工艺能够在工业上进行大规模运用。使用本发明方法进行工件表面的激光冲击强化处理，无需改变光斑形状，无需高搭接率，可以直接消除残余应力洞，不仅提高加工效率同时降低了加工成本。

主权项

一种利用表面微织构去除残余应力洞的工件表面激光冲击工艺，利用表面微织构去除残余应力洞的工件表面激光冲击工艺，其特征在于步骤如下：步骤1、在工件表面进行激光微织构处理，微织构采用的激光能量为P0，微织构密度为B, 微织构的激光能量P0的范围为P1‑P2；步骤2、采用K9玻璃作为约束层对激光微织构处理过的工件表面进行激光冲击强化，所述激光冲击强化的激光能量P3，该能量可使得未处理过的工件表面出现残余应力洞；同时使用PVDF压电传感器进行工件表面动态应变检测；步骤3、若黏贴在表面的PVDF压电传感器检测不到稀疏波，则减小微织构密度，重复步骤1‑2，直到检测到稀疏波；若PVDF压电传感器检测到稀疏波，则增大微织构密度，重复步骤1‑2，直到检测不到稀疏波；以刚好检测不到稀疏波时所对应的微织构密度作为相应激光微织构处理激光能量下的最小可行微织构密度；步骤4、调整激光微织构处理的激光能量P0，并重复步骤1‑3，最终获得由微织构激光能量和对应的最小可行微织构密度构成的若干个数据对，选择微织构孔深适中，微织构密度最小的数据对，作为实施的微织构的激光能量和微织构密度；步骤5、测量以K9玻璃为约束层，以激光能量P3进行激光冲击强化后试样加载区域边缘滑移深度；步骤6、以去离子水为约束层，调节激光冲击强化的激光参数，使得激光冲击后试样加载区域边缘滑移深度约等于步骤5中的试样加载区域边缘滑移深度；步骤7、以筛选出的微织构密度和相应能量的激光在工件表面制备微织构，然后以去离子水为约束层，用调节后的激光参数对工件表面进行激光冲击强化。