[发明专利]一种外加强电场的激光冲击强化方法及装置

摘要

本发明公开了一种外加强电场的激光冲击强化方法，其步骤为：提供外加强电场的激光冲击强化装置，所述外加强电场的激光冲击强化装置包括大功率调Q激光冲击强化电源、调Q高脉冲能量激光器、高压电源、联接所述高压电源高压端A的铜极板、自动喷水装置、工作台、6轴机械手，所述大功率调Q激光冲击强化电源内置DSP控制系统实现加强电场与激光冲击强化时序的控制，所述铜极板中心开有通光孔保证激光通过，工件通过高压导线与所述高压电源的低压端B联接，通过调整高压电源的电压、工件与电极的间距，实现激光冲击强化区域存在10万伏/米～300万伏/米的强电场，并在激光出光前进行加载，以影响激光冲击强化过程等离子体激发和受约束状态，提高激光冲击强化效率和效果。

主权项

一种外加强电场的激光冲击强化方法，其特征在于：该方法是对激光冲击强化加工形成的等离子体团(6)外加一个与激光束(1)冲击方向同轴或与激光束(1)冲击方向成0°～60°夹角的电场(3)，使待强化位置产生的等离子体(6)处于该电场高场强分布的区域内，该区域内的场强大于10万伏/米，小于300万伏/米，该电场(3)的两个电极之间的电压范围为2000V～30000V，待强化金属工件(8)作为电场(3)的一个电极板通过导线Ⅰ(11)与高压电源(12)的接地端连接，电场(3)的另一个电极板(2)通过导线Ⅱ(13)与高压电源(12)的高压端连接，高压端电压可以设置2000V～30000V或者‑2000V～‑30000V，以改变电场强度和方向，电场(3)的电极板(2)与待强化金属工件(8)之间的距离根据约束材料(5)确定，约束材料为水时，间距2～5cm，采用不容易电离的光学玻璃作为约束层时，距离为2～20mm；电场(3)的电极板(2)的中心处加工一个通光孔(18)，通光孔(18)为圆形或者椭圆形，通光孔(18)的直径比激光束(1)在通光孔(18)处的光斑直径大0.5～3mm，激光束(1)穿过通光孔(18)作用在待强化金属工件(8)的表面，激光束(1)与通光孔(18)中心重合，激光束(1)与待强化金属工件(8)的表面法线方向成0°～60°夹角。