(一)適用性好
1. 適用于各種金屬材料的表面強化
LSP 采用高功率密度激光作用于金屬材料表層,誘導(dǎo)其發(fā)生塑性變形和晶粒細化,并形成較深的殘余壓應(yīng)力,適用于各種金屬材料(Cr/Ni/Ti/Al合金、不銹鋼等)的表面強化。
2. 表面粗糙度影響較小
LSP處理后,材料表面微凹坑深為微米級,比傳統(tǒng)噴丸表面更光滑(特殊工藝要求的模具LSP后精磨即可)。
3. 對工件無熱影響
LSP利用激光沖擊波的“力學(xué)效應(yīng)”,對材料表面進行改性,提高材料的抗疲勞等性能,其加工過程對工件基本沒有熱影響。
(二)效果更好
1. 殘余壓應(yīng)力層更深
殘余壓應(yīng)力作用深度大于1mm(個別材料殘余壓應(yīng)力作用深度達到2mm),是傳統(tǒng)表面強化的5-10 倍。
2. 殘余壓應(yīng)力值更高
以典型材料為例,鈦合金、不銹鋼、高溫合金經(jīng)LSP處理后,其最大殘余壓應(yīng)力值分別超過600,800,800MPa。
3. 材料微觀組織結(jié)構(gòu)更加致密穩(wěn)定
LSP引起高密度位錯和晶粒細化,在一定高溫條件下仍具有很好的穩(wěn)定性,可顯著提高材料的疲勞性能。
(三)可控性強
LSP能夠通過精確控制激光參數(shù)和工藝參數(shù),處理傳統(tǒng)工藝難于處理的部件/部位。
1. 激光參數(shù)可控
可以精確控制激光的功率密度、光斑、脈寬等參數(shù)。
1.設(shè)備現(xiàn)場截屏;
2. 工藝參數(shù)可控
可以精確控制LSP的強化路徑、次數(shù)、光斑搭接率、沖擊方式等參數(shù)。
3. 復(fù)雜部件/部位強化
可以對超薄構(gòu)件、小孔孔邊、葉片榫齒和葉盤榫槽、齒輪部位等進行LSP強化處理。
4. 特殊部件(位)LSP工藝技術(shù)舉例
(1)薄壁葉片LSP工藝技術(shù)
針對薄壁構(gòu)件,公司研發(fā)出“延時錯位矯正沖擊”等變形控制方法,保證構(gòu)件LSP后的宏觀變形在允許范圍內(nèi)。
(2)小孔孔邊LSP工藝技術(shù)
針對小孔部位,公司研發(fā)出小孔“端面沖擊方法”,降低孔邊應(yīng)力集中現(xiàn)象,實現(xiàn)小孔周圍應(yīng)力分布合理,有效阻止孔邊裂紋萌生。
(3)榫槽部位LSP工藝技術(shù)
針對葉片榫齒部位,公司研發(fā)出“不等強度沖擊方法”,采用特殊的光斑搭接和布置方式,以不同的能量密度,對榫槽底部及榫齒側(cè)邊進行處理,形成平衡過渡的殘余應(yīng)力場。
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