[发明专利]一种工件激光冲击强化方法

权利要求书

1.一种工件激光冲击强化方法，用于在工件表面形成残余压应力层，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：测量工件的抗拉强度和工件的待加工区域的加工前表面粗糙度；

步骤二：根据抗拉强度确定激光束移动速率及光斑直径的范围；

步骤三：选择范围内的一组激光束移动速率及光斑直径，并根据激光束移动速率及光斑直径计算对应的激光束加工覆盖比；若激光束加工覆盖比位于最佳覆盖比区间，则根据选定的激光束移动速率及光斑直径对工件进行激光冲击强化；若激光束加工覆盖比超出最佳覆盖比区间，则重复步骤三，直至激光束加工覆盖比位于最佳覆盖比区间；

步骤四：测量工件激光冲击强化后的表面残余压应力和加工后表面粗糙度；

步骤五：根据表面残余压应力和表面粗糙度关系表，判断加工后工件的表面残余压应力和加工后表面粗糙度是否位于关系表的规定范围内；若位于关系表范围内，则达到加工要求；若加工后的表面残余压应力和加工后表面粗糙度超出关系表的范围，则重新选择激光束移动速率和光斑直径进行激光冲击强化，直至工件激光冲击强化后的表面残余压应力和加工后表面粗糙度位于关系表的范围内。

2.根据权利要求1所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，在所述步骤二中，根据抗拉强度，并基于附图1确定激光冲击强化工件的激光束移动速率及光斑直径的范围。

3.根据权利要求1所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，所述激光束加工覆盖比按照如下公式进行计算：

c＝d·n/v

式中，d是光斑直径，v是激光束移动速率，c是激光束加工覆盖比，n是激光脉冲重复频率。

4.根据权利要求1所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，所述表面残余压应力和表面粗糙度关系表为：

表中，σ_b是工件的抗拉强度。

5.根据权利要求1所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，所述最佳覆盖比区间为10～16。

6.根据权利要求1所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤五中的激光束移动速率大于步骤二中的激光移动速率，步骤五中的光斑直径大于步骤二中的光斑直径。

7.根据权利要求6所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤二中的激光束移动速率为≤25mm/s，所述步骤二中的光斑直径为≤0.8mm。

8.根据权利要求7所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，所述步骤五中的激光束移动速率为25mm/s，所述步骤五中的光斑直径为0.8mm。

9.根据权利要求3所述的一种工件激光冲击强化方法，其特征在于，所述激光脉冲重复频率n为300Hz。