[发明专利]一种激光冲击方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种激光冲击方法、装置及设备，该方法包括将待强化零件装夹于激光冲击处理设备上；控制激光冲击处理设备启动，并使脉冲激光光束照射至待强化零件的表面；当表面存在残余应力洞时，对激光光束的能量分布进行调节，使激光光束的中心区域的能量增大；采用调节后的激光光束对待强化零件进行激光冲击处理。本发明中当待强化零件表面出现残余应力洞时，则可以通过对激光光束的能量分布进行调节，使激光光束中心区域的能量增大，并采用调节后的激光光束对待强化零件进行激光冲击处理，从而提高待强化零件表面上与激光光束中心区域对应区域的残余应力值，进而有效抑制残余应力洞的产生，有利于提高激光冲击强化效果，提升产品质量。

技术领域

本发明实施例涉及材料表面处理技术领域，特别是涉及一种激光冲击方法、装置及设备。

背景技术

激光冲击是一种利用脉冲激光产生的力效应进行金属表面强化处理的技术，较高的表层残余压应力引入是该技术实现材料表面强化目标的最主要原因。因此，如何实现引入的较高残余压应力在激光冲击处理表面的大区域均匀分布是技术人员需达成的基本任务，然而，一种“残余应力洞”现象的发生导致残余应力在材料表面的平均分布变得困难。

“残余应力洞”现象指的是激光冲击处理后，靶材表面的残余应力峰值不出现在激光光束的几何中心位置，激光光束中心位置呈现较小的残余压应力数值，甚至出现残余拉应力分布。这种现象导致待强化金属材料表面呈现非均匀残余应力分布，“残余应力洞”的形成对材料的激光冲击强化效果产生负面影响。

鉴于此，如何抑制“残余应力洞”的形成、提高激光冲击强化效果成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种激光冲击方法、装置及设备，在使用过程中能够有效抑制残余应力洞的产生，有利于提高激光冲击强化效果，提升产品质量。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种激光冲击方法，包括：

将待强化零件装夹于激光冲击处理设备上；

控制所述激光冲击处理设备启动，并使脉冲激光光束照射至所述待强化零件的表面；

当所述表面存在残余应力洞时，对所述激光光束的能量分布进行调节，使所述激光光束的中心区域的能量增大；

采用调节后的激光光束对所述待强化零件进行激光冲击处理。

可选的，在所述对所述激光光束的能量分布进行调节，使所述激光光束的中心区域的能量增大之前，还包括：

判断所述表面上残余应力洞区域的平均残余应力值与激光冲击区域的最大残余应力值的比值是否大于预设比值，若是，则执行所述对所述激光光束的能量分布进行调节，使所述激光光束的中心区域的能量增大的步骤。

可选的，所述对所述激光光束的能量分布进行调节，使所述激光光束的中心区域的能量增大的过程为：

当所述激光光束当前的能量分布为平顶分布时，将所述激光光束的能量分布由平顶分布调节为高斯分布；

当所述激光光束当前的能量分布为高斯分布时，将所述激光光束的几何中心区域能量调增至第一预设值。

可选的，还包括：

若否，则将所述激光光束的能量分布调节为由中心圆形区域和位于所述中心圆形区域外围的一个或多个环形区域构成能量分布结构；所述中心圆形区域和与其相邻的环形区域之间以及相邻两个所述环形区域之间的激光能量均为零。

可选的，所述环形区域与所述中心圆形区域的圆心相同。

可选的，还包括：

将所述中心圆形区域的能量调增至第二预设值。

可选的，在所述将待强化零件装夹于激光冲击处理设备上之前，还包括：