[发明专利]一种用于复杂形状表面多道次激光冲击强化的复合胶膜

说明书

本发明公开了一种用于复杂形状表面多道次激光冲击强化的复合胶膜，由能量吸收层和能量约束层连接组成；在靶材上依次设置能量吸收层和能量约束层；能量吸收层胶膜包含两层材料，由黑色电工胶布和黑色双面胶布连接组成；能量约束层为透明约束层，由环氧树脂和固化剂调和后，在半固化状态时贴覆粘贴在黑色双面胶带上固化形成。本发明能量吸收层同一点在多次激光冲击强化时产生多次爆炸而不会过度气化；能量约束层同一点可以承受多次爆炸冲击而不会炸裂；复合胶膜不仅可以承受多道次激光冲击强化，提高强化效果，并且简化了激光冲击强化前、后处理工序。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，特指一种用于多道次激光冲击强化处理的复合胶膜，能够提高激光冲击强化效果，特别适用于不能采用清水作为能量约束层的场合以及靶材表面为曲面形状的情况。

背景技术

激光冲击强化是一种有效的表面处理方法，能够提高构件的表面强度和疲劳寿命。激光冲击强化需要在靶材表面布置能量吸收层和能量约束层，目前能量吸收层大多采用黑色胶布，而能量约束层大多采用清水。在不允许使用水的情况下，能量吸收层和能量约束层均采用固体材料。但现有技术在使用固体胶膜时，一方面能量吸收层在一次激光冲击爆炸后汽化严重，不再能接受第二次激光冲击爆炸，另一方面能量约束层在承受一次爆炸后产生裂纹或破碎，不再能继续起到能量约束的作用。而且常用的光学玻璃或有机玻璃更是无法适应靶材表面为曲面的复杂外形。

中国发明专利申请2012105712446公开了一种无污染复合吸收约束层及无污染激光冲击强化的方法，包括黑胶带和有机玻璃；黑胶带的双面涂有不干胶，其中的一面粘贴1-3mm厚的有机玻璃。与常规激光冲击强化相比，该发明由于有机玻璃或塑料薄膜具有一定的韧性，强化时只会破裂，不会产生破碎飞溅，适用于要求对周围环境没有污染的激光冲击强化加工。但该技术的无污染复合吸收约束层材料仍然很脆，因为不论材料面积有多大，每块材料都只能承受一个脉冲激光的冲击，对于待强化面积大于一个光斑面积的情况，需要将一大块材料进行多块分割以防止其中一块受冲击出现破裂时裂纹扩展到相邻的材料，并且要在每两遍激光冲击强化之间进行材料更换。不仅严重降低了激光冲击强化的效率，增加了成本，同时还限制了光斑的形状必须为方形，靶材的表面形状应为平面。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足，提供一种用于复杂形状表面多道次激光冲击强化的复合胶膜，该复合胶膜特别适用于不能采用清水作为能量约束层的激光冲击强化，对靶材表面为曲面形状以及需要进行多道次激光冲击强化的场合，其优势尤为突出。该复合胶膜不仅能提高激光冲击强化的效果，还能方便强化处理前的贴覆和强化处理后的清理。

本发明复合胶膜由能量吸收层和能量约束层构成。能量吸收层由黑色电工胶布和黑色双面胶带组合而成，不仅方便施工，还因为是两种不同的胶带粘合而成，提高了抗爆炸汽化能力；能量约束层由环氧树脂和固化剂固化而成，具有高的透光度和强度、韧性，提高了抗炸裂能力。该复合胶膜所产生的激光冲击能量的峰值压力和脉宽更大，冲击强化效果更好。本发明三层材料的布置顺序为：黑色电工胶布的胶面粘贴在靶材曲面上，黑色电工胶布的光面与黑色双面胶带的任一面牢固粘接，半固化的能量约束层与黑色双面胶带的另一面紧密粘接后再继续固化至完全固化状态，最终组合成三层结构的复合胶膜。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种用于复杂形状表面多道次激光冲击强化的复合胶膜：由能量吸收层和能量约束层连接组成；在靶材上依次设置能量吸收层和能量约束层；能量吸收层胶膜包含两层材料，由黑色电工胶布和黑色双面胶布连接组成；能量约束层为透明约束层，由环氧树脂和固化剂调和后，在半固化状态时贴覆粘贴在黑色双面胶带上固化形成。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述的能量约束层的厚度不低于2mm。

优选地，所述的环氧树脂为CYD系列环氧树脂、E系列环氧树脂或EX系列环氧树脂的一种或多种。