[发明专利]一种利用激光连续冲击强化的方法及装置

摘要

本发明涉及特种加工与制造领域，特指利用高能量、短脉冲激光束为能量的激光连续冲击强化金属材料或工件的一种装置及方法。该装置设置滑块、柔性工作薄膜、垫块、排液活塞等部件，形成流动的液体约束介质层，通过排液口排出一部分液体，同时经进液口补充新液体，实现自动更换液体介质约束层。本发明其将激光冲击强化技术工艺中必须的工作物质约束介质和涂层通过适当系统设计巧妙地集合在一起，使激光冲击强化技术可以实现连续冲击强化处理，节省了约束层装夹、涂层涂覆工序，可以实现自动化连续冲击强化处理，也可以实施在线装配或修复冲击强化处理。

主权项

1.一种利用激光连续冲击强化的装置，其特征是导光部分、液体约束介质传输部分、液体介质约束层成型部分、冲击波输出部分以及保证上述四个部分正常工作的工作管体；其中包括：(1)导光部分由激光束(13)、透光镜(9)和液体约束介质(6)组成，激光束(13)依次通过工作管体的中心空腔，与激光束成90度角的透光镜(9)和液体约束介质(6)，到达固体涂层薄膜(11)；(2)液体约束介质传输部分由进液口(2)、进液口调节螺母(1)、弹簧(3)、导杆锥形块(4)、上导液腔(7)、固体涂层薄膜(11)、弹簧(8)、滑块(10)、高强度高弹性橡胶圈(19)、小垫块(20、21)、透光镜(9)、下导液腔(18)、排液活塞(17)、排液口(16)、弹簧(15)、排液调节螺母(14)组成，进液口(2)开在管体上部，其与由进液口调节螺母(1)、弹簧(3)、导杆锥形活塞(4)依次相连形成的空间相通；上导液腔(7)通过可滑动的导杆锥形活塞(4)与进液口(2)相通；由固体涂层薄膜(11)、弹簧(8)、滑块(10)、高强度高弹性橡胶圈(19)、透光镜(9)形成的空腔与上导液腔(7)相通；滑块(10)、高强度高弹性橡胶圈(19)与透光镜(9)依次由外圈到内圈在右端平齐组成一个工作平面；弹簧(8)一端连着中心腔左端，另一端与高强度高弹性橡胶圈左侧相连，弹簧(8)的弹性系数大于弹簧(15)的弹性系数；在橡胶圈(19)的右侧内圈沿周向均布四个工作垫块(20)；同时又在外圈沿周向均布四个工作垫块(21)，外圈工作垫块(21)厚度大于内圈工作垫块(20)；由固体涂层薄膜(11)、滑块(10)、高强度高弹性橡胶圈(19)、透光镜(9)形成的空腔与下导液腔(18)相通；下导液腔(18)左端设置一排液活塞(17)，其与弹簧(15)、排液调节螺母(14)依次相连，经活塞(17)的压缩运动下导液腔(18)与排液口(16)相通；在排液活塞(17)与弹簧(15)之间设置了排液口(16)，排液口(16)与外部废液接受装置相连；(3)液体介质约束层成型部分由滑块(10)、高强度高弹性橡胶圈(19)、垫块(20)、透光镜(9)、固体涂层薄膜(11)组成，均布在橡胶圈(19)内圈的四个工作垫块(20)使透光镜(9)与固体涂层薄膜(11)之间形成一个扁圆柱液体介质约束层；(4)激光冲击波输出部分由中空螺帽(22)、垫圈(23)、固体涂层薄膜(11)、工作薄膜(12)组成，中空螺帽(22)采用螺纹与管体(5)相联，固体涂层薄膜(11)粘合在工作薄膜(12)中心，工作薄膜(12)紧贴在中空螺帽(22)内，与管体(5)装配时，在其与管体接触部分之间加入橡胶垫圈(23)。