[发明专利]一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法

摘要

本发明涉及材料表面强化处理的技术领域，更具体地，涉及一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，包括:获取待加工零件强化区域的曲率半径，判断激光入射角度范围；确定激光脉冲宽度、光斑直径和垂直入射条件下所需激光能量等激光参数；计算在最小入射角度时，所需的激光能量，以及判断该能量是否在激光器的技术指标内；利用不同能量的脉冲激光束对零件进行激光冲击强化。本发明根据待加工零件的入射角和曲率半径的变化对激光功率或能量进行补偿，避免因激光束在零件表面的投影面的形状和面积变化导致的强化效果不均匀，实现等强度强化，保证在同一区域或轨迹上激光功率密度不变，提升冲击效果的均匀性,降低激光冲击处理表面的粗糙程度。

主权项

1.一种能量补偿等功率密度激光斜冲击方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.获取待加工零件的圆弧强化区域的曲率半径R及待加工零件形貌特征，判断激光入射角度α范围，获取最小入射角度α_min；/nS2.根据待加工零件力学属性及待加工零件加工强度的要求，确定激光参数，所述激光参数包括激光脉冲强度、光斑直径D以及垂直入射条件下所需的激光能量E_o；/nS3.根据步骤S1中确定的最小入射角度α_min、曲率半径R以及步骤S2中确定的光斑直径D，确定在最小入射角度α_min时所需的激光能量E；以及判断所述激光能量E是否在激光器的技术指标内，若是，则转步骤S4；若不是，则返回步骤S2重新选定激光参数；/nS4.确定待加工零件圆弧强化区域的强化路径以及光斑搭接规则，所述光斑搭接规则为在激光冲击强化过程中光斑搭接率η保持不变；/nS5.利用不同能量的脉冲激光束通过不同的入射角度对零件进行激光冲击强化；/n其中，步骤S4中所述待加工零件的强化路径按以下步骤确定：/nS41.激光强化起始于圆弧强化区域的端面位置；/nS42.移动待加工零件逐渐均匀增加入射角度，并以最小入射角度α_min、最小入射角度α_min时所需的激光能量E冲击圆弧强化区域，直至最大入射角度；/nS43.旋转待加工零件，再从最大入射角度处开始冲击，移动待加工零件逐渐均匀减小入射角度直至圆弧强化区域的端面位置；/nS44.循环往复直至完成圆弧强化区域一侧端面的强化处理。/n