(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,誘導其發生塑性變形和晶粒細化,并形成較深的殘余壓應力,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“力學效應”,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. 殘余壓應力層更深
殘余壓應力作用深度大于1mm(個別材料殘余壓應力作用深度達到2mm),是傳統表面強化的5-10 倍。
2. 殘余壓應力值更高
以典型材料為例,鈦合金、不銹鋼、高溫合金經LSP處理后,其最大殘余壓應力值分別超過600,800,800MPa。
3. 材料微觀組織結構更加致密穩定
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和工藝參數,處理傳統工藝難于處理的部件/部位。
1. 激光參數可控
可以精確控制激光的功率密度、光斑、脈寬等參數。
1.設備現場截屏;
2. 工藝參數可控
可以精確控制LSP的強化路徑、次數、光斑搭接率、沖擊方式等參數。
3. 復雜部件/部位強化
可以對超薄構件、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工藝技術舉例
(1)薄壁葉片LSP工藝技術
針對薄壁構件,公司研發出“延時錯位矯正沖擊”等變形控制方法,保證構件LSP后的宏觀變形在允許范圍內。
(2)小孔孔邊LSP工藝技術
針對小孔部位,公司研發出小孔“端面沖擊方法”,降低孔邊應力集中現象,實現小孔周圍應力分布合理,有效阻止孔邊裂紋萌生。
(3)榫槽部位LSP工藝技術
針對葉片榫齒部位,公司研發出“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邊進行處理,形成平衡過渡的殘余應力場。
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