[发明专利]纳秒脉冲激光冲击不锈钢焊接接头抗应力腐蚀的方法

摘要

一种纳秒脉冲激光冲击不锈钢焊接接头抗应力腐蚀的方法，采用激光沿“S”先冲击焊缝，后沿平行焊缝方向冲击焊缝外区域，消除焊接接头的拉应力。通过合理选择功率密度，既能不发生相变，同时可以消除残余拉应力，从而避免了焊接接头抗应力腐蚀性能的下降。本发明采用纳秒脉冲的激光冲击工件表面，无明显的机械力，加工速度快，易实现自动化，可以冲击复杂的型面。

主权项

1.一种纳秒脉冲激光冲击不锈钢焊接接头抗应力腐蚀的方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1，粘贴吸收保护层：以厚度为0.05mm～0.1mm的铝箔作为吸收保护层；将铝箔粘贴在试件的焊缝表面和焊缝两侧各5mm～10mm的区域内，所述铝铂的厚度≤0.1mm；步骤2，形成约束层：在所述吸收保护层表面形成1mm～2mm厚的去离子水层作为约束层并保持；步骤3，激光冲击焊缝：利用纳秒脉冲激光对所述焊缝进行冲击；冲击时，光斑的移动路径为“S”形；光斑在移动中，每移动半个光斑的直径即对焊缝表面进行一次冲击，使相邻的光斑之间的搭接率为50％；完成对焊缝表面的激光冲击；激光冲击功率密度为3GW/cm2～5GW/cm2；激光的脉冲时间为10ns～30ns；所述光斑的直径为2.0～2.4mm；所述激光冲击焊缝时，光斑以所述焊缝一端表面一侧为起点，沿该焊缝的宽度方向移动，并使光斑与该焊缝的方向正交；当光斑移动至所述焊缝表面另一侧边沿时，光斑的移动路径与焊缝的方向平行向该焊缝的下方移动半个光斑的直径；继而，该光斑沿所述焊缝的宽度反方向移动至该光斑起点的下方；光斑继续以与焊缝方向平行的路径向该焊缝的下方移动半个光斑的直径；重复上述过程，直至光斑移动至该焊缝的另一端；步骤4，激光冲击焊缝外区域：在激光冲击焊缝外区域时，移动光斑至焊缝外任意一侧；移动光斑沿焊缝的长度方向进行激光冲击；冲击时，光斑的移动路径为“S”形；光斑在移动中，每移动半个光斑的直径即对焊缝表面进行一次冲击，使相邻的光斑之间的搭接率为50％；完成对焊缝表面的激光冲击；激光冲击功率密度为4G～4.5GW/cm2；激光的脉冲时间为20ns；在激光冲击焊缝外区域时，光斑以所述焊缝外一端的一侧为起点，贴着该焊缝边缘沿该焊缝的长度方向移动，并使光斑与该焊缝的方向平行；当光斑移动至所述焊缝边缘另一端时，光斑的移动路径沿该焊缝的宽度方向平行向该外侧移动半个光斑的直径；继而，该光斑沿所述焊缝的长度反方向移动至该光斑起点的外侧；光斑继续沿焊缝的宽度方向向该焊缝的外侧移动半个光斑的直径；重复上述过程，直至光斑移动至焊缝该侧以外5mm～10mm，完成对该焊缝外一侧区域的冲击；当完成对该焊缝外一侧区域的冲击后，移动光斑至该焊缝外另一侧区域，在对该焊缝外另一侧区域进行冲击时，光斑的移动路径如上所述，沿焊缝的长度方向进行激光冲击；步骤5，重复冲击：重复所述步骤3和步骤4，对试件进行第二次激光冲击强化加工；步骤6，表面清理：将试件表面铝箔去除，进行表面附着物清理。