[发明专利]一种实现激光高空化强化效率的装置和方法

摘要

本发明公开了一种实现激光高空化强化效率的装置和方法，包括水槽，水槽底部装有夹紧装置以及安装在夹紧装置上的工件,在工件的两侧安装温度传感器,水槽的壁面安装有液位传感器和电阻加热器；水槽上方安装激光空化系统,激光空化系统与计算机连接,温度传感器,液位传感器和电阻加热器通过数据处理装置与所述计算机连接。利用计算机控制电阻加热器将液体进行加热，改变液体的物理特性以及通过调节液体泵的排量控制水槽中液体的高度，从而实现了对材料表面性能高效率空化强化。本发明通过液体温度和高度这两个参量的调整，实现了对材料的高效率空化强化。

主权项

一种实现激光高空化强化效率的方法，此方法采用的装置包括水槽(3)，所述水槽(3)底部装有夹紧装置(8)以及安装在所述夹紧装置(8)上的工件(6),在所述工件(6)的两侧安装温度传感器(5),所述水槽(3)的壁面安装有液位传感器(12)和电阻加热器(4)；所述水槽(3)上方安装激光空化系统,所述激光空化系统与计算机(1)连接,所述温度传感器(5),所述液位传感器(12)和所述电阻加热器(4)通过数据处理装置(2)与所述计算机(1)连接；还包括出水管(10)，液体箱(9)，抽水管(11)和液体泵(13)，所述出水管(10)位于所述水槽(3)的底壁上，所述出水管(10)与所述液体箱(9)连通，所述液体泵(13)与所述计算机(1)连接，所述液体泵(13)通过所述抽水管(11)将所述液体箱(9)内的液体抽送到所述水槽(3)内；所述激光空化系统包括透镜组(14)、全反镜(15)，YAG激光器(17)和YAG激光器控制器(18)，所述YAG激光器控制器(18)用来控制所述YAG激光器(17)，所述YAG激光器(17)发出的激光束(16)穿过所述全反镜(15)和透镜组(14)后在所述工件(6)表面上方聚焦；此方法的步骤如下：1)通过计算机(1)打开液体泵(13)从液体箱(9)中抽出液体，使液体漫过水槽(3)中的工件(6)；2)通过计算机(1)控制液体泵(13),当液体刚漫过工件(6)表面时,计算机(1)记录液位传感器(12)的液体高度读数,记为H0，当液体漫过工件后计算机(1)关闭液体泵(13)，计算机记录液位传感器(12)读数，记为H1，通过计算机(1)处理，可获得液体高度H＝H1‑H0；3)打开YAG激光器(17)，通过全反镜(15)、透镜组(14)，将激光束(16)聚焦在工件(6)表面上方的液体中，使空化泡对工件(6)产生强化作用；4)取出工件(6)，对工件进行残余应力分析，检测空化强化效果，通过液体箱(9)、抽水管(11)、液体泵(13)、水槽(3)、出水管(10)和液位传感器(12)组成的液体高度控制系统以及温度传感器(5)、数据处理装置(2)、电阻加热器(4)组成的温控系统不断调节水槽(3)中液体的高度和温度参数，并记录激光高效率空化强化最佳时的液体温度T和高度H；5)通过温控系统及液体高度控制系统将液体环境维持在最佳温度T和高度H处，获得工件激光高空化强化效率的最优空化参数，实现对其它工件的最优高效率空化强化的过程。