恭喜上海东湖机械厂单翀获国家专利权
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龙图腾网恭喜上海东湖机械厂申请的专利一种筒壁内部激光冲击强化的装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119194051B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411296584.1,技术领域涉及:C21D10/00;该发明授权一种筒壁内部激光冲击强化的装置及方法是由单翀;安少明;卫一冉;孙国阳;顾建东;徐建设计研发完成,并于2024-09-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种筒壁内部激光冲击强化的装置及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种筒壁内部激光冲击强化的装置及方法,包括激光器、半波片、偏振片、入射透镜、第一位移平台、反射镜、水流喷射器、吸收层旋涂器、装夹平台;通过将搭载反射镜、水流喷射器以及吸收层旋涂器的装夹平台伸入至加工样品内部,通过光路调节将入射激光焦点聚焦至加工样品内壁,结合吸收层旋涂器对内壁表面旋涂吸收层以及水流喷射器对激光焦点处进行水射流,实现激光冲击强化内壁的条件,最后通过两个电动位移平台多维度配合调节,实现对加工样品内壁的各个位置激光冲击强化加工,最后将吸收层去除,完成内壁激光冲击强化的加工。本发明不仅填补了激光冲击强化内壁加工领域的空白,同时也为提高各类筒式元件的使用寿命提供技术方案。
本发明授权一种筒壁内部激光冲击强化的装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种筒壁内部激光冲击强化的方法,利用筒壁内部激光冲击强化的装置实现,其特征在于,所述装置包括激光器(1)、半波片(2)、偏振片(3)、聚焦透镜(4)、第一位移平台(5)、反射镜(6)、水流喷射器(7)、吸收层旋涂器(8)、装夹平台(9);其中,反射镜(6)、水流喷射器(7)、吸收层旋涂器(8)装夹在同一装夹平台(9)上,并通过转接件连接第二位移平台(13);装夹平台(9)设于加工样品(11)内部;激光器(1)、半波片(2)、偏振片(3)、聚焦透镜(4)、第一位移平台(5)、反射镜(6)、水流喷射器(7)、吸收层旋涂器(8)依次设于同一光轴上;聚焦透镜(4)搭载在第一位移平台(5)上;水流喷射器(7)连接水泵(12);激光冲击强化时,所述第二位移平台(13)沿光轴方向平移或旋转,带动装夹平台(9)上的反射镜(6)、水流喷射器(7)、吸收层旋涂器(8)同步移动,与此同时,激光器(1)发出激光,经过半波片(2)和偏振片(3)后入射至聚焦透镜(4)上,随后经过反射镜(6)后聚焦至加工样品(11)内壁上,水流喷射器(7)向聚焦焦点位置喷射水流,吸收层旋涂器(8)在加工样品(11)内壁上旋涂吸收层(10);所述方法具体包括以下步骤:S1,激光器(1)发出的激光光束沿着激光光路依次经过半波片(2)和偏振片(3),随后经过搭载在第一位移平台(5)上的聚焦透镜(4)和搭载在装夹平台(9)上的反射镜(6),聚焦辐照至加工样品(11)的内壁表面,通过调节搭载在第一位移平台(5)的位置,确保激光聚焦焦点始终落在加工样品(11)内壁上;S2,调节半波片(2)将入射激光调节成设定范围内的入射激光能量密度W,吸收层旋涂器(8)在加工样品(11)内壁上旋涂吸收层(10),水流喷射器(7)在激光焦点处喷射水流,作为约束层,达到激光冲击强化加工样品(11)内壁的条件,随后移动第二位移平台(13),对加工样品(11)的纵向区域深度进行激光冲击强化加工;S3,当完成当前位置纵向区域深度的激光冲击强化后,关闭激光器(1)、水流喷射器(7)以及吸收层旋涂器(8),通过移动第二位移平台(13)将激光聚焦焦点重新移动回加工样品(11)入口处,并旋转第二位移平台(13),将激光聚焦焦点移动至加工样品(11)内壁其他横向位置处,同时通过移动第一位移平台(5)来调节聚焦透镜(4)的位置,确保激光聚焦焦点依然保持聚焦至加工样品(11)内壁表面,并重新开启激光器(1)、水流喷射器(7)以及吸收层旋涂器(8)对加工样品(11)内壁新的横向位置开展纵向深度区域的激光冲击强化加工;S4,重复步骤S3将加工样品(11)内壁所有区域完成激光冲击强化后,将旋涂在加工样品(11)内壁的吸收层去除,从而完成加工样品(11)内壁的激光冲击强化加工;S2所述设定范围内的入射激光能量密度W的获取方式如下:根据公式(1)和公式(2)进行激光冲击波产生表面残余压应力及塑性影响深度拟合,筛选得到1-2.5倍HEL对应的激光冲击波峰值压强P范围;将1-2.5倍HEL对应的激光冲击波峰值压强P范围代入公式(3),得到设定的入射激光密度W范围,以将入射激光调节成设定范围内的入射激光能量密度W; (1) (2) (3)公式中,为拉梅常量,为剪切模量,为光斑半径,为泊松比,和为弹性波和塑性波在材料中的传播速度,为压强脉冲宽度,a为内能转换为热能的转换系数,Z为声阻抗。
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