[发明专利]一种基于激光冲击强化的抑制零件裂纹萌生与扩展的方法

摘要

本发明属于航空、汽车工业零部件技术领域，具体涉及一种基于激光冲击强化的抑制零件裂纹萌生与扩展的方法。本发明在金属零件损伤点周围覆盖吸收层，在吸收层上施加约束层，将金属零件损伤点所在的表面朝向激光束，先进行激光预冲击强化处理，再进行激光强化冲击最后清洗工件表面，得到表面修复的金属零件。本发明的激光强化冲击有效抑制了零件损伤区域裂纹的扩展，可有效防止零件损伤点处的微裂纹萌生，能够提高零件的使用寿命30%以上。

主权项

一种基于激光冲击强化的抑制零件裂纹萌生与扩展的方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）用去离子水清洗具有损伤点的金属零件，然后用干燥的氮气吹干，放入100℃的干燥箱中干燥10min；（2）对金属零件进行表面预处理，然后在洁净间中，在金属零件损伤点周围覆盖一层厚度为100‑200μm的黑胶带作为吸收层；（3）将覆盖有黑胶带的金属零件安装在工作台上，在黑胶带上施加一层厚度为1‑2mm的水作为约束层；（4）将金属零件损伤点所在的表面朝向激光束，将金属零件激光强化区域划分为第一强化区和第二强化区，其中第一强化区覆盖距损伤点≤8mm距离的区域，第二强化区环绕第一强化区，在距损伤点小于18mm距离的区域，以脉宽8‑20ns、波长1064nm或532nm、激光能量5‑10J、重复频率1‑2Hz、光束直径0.5‑3mm的激光束进行预冲击强化处理，搭接率为10‑50%，冲击1‑2遍，其中第二强化区的强化所用的激光能量比第一强化区大20~40%，第二强化区的强化所用的搭接率比第一强化区大15~25%；（5）预冲击强化处理后，以脉宽8‑20ns、波长1064或532nm、激光能量7‑15J、重复频率1‑2Hz、光束直径0.5‑3mm的激光束进行冲击强化处理，其中搭接率为5‑50%，冲击2‑5遍 ，同样的，二强化区的强化所用的激光能量比第一强化区大20~40%，第二强化区的强化所用的搭接率比第一强化区大15~25%，最后清洗零件表面，零件损伤点的裂纹萌生与扩展得到抑制。