[發明專利]一種光內送水激光沖擊強化的方法和裝置

無效

• 申請號: 201310245934.7
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103302406A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 羅開玉;羅密;林通;魯金忠
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/14
• 分類號: B23K26/14;B23P25/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種光內送水激光沖擊強化裝置，包括：激光器(1)、激光器控制裝置(2)、光路變換器(4)、夾具(13)、五軸工作臺(14)、主水管(5)、噴頭(9)、進水管(10)、水流控制器(12)和水箱(11)；激光器(1)位于五軸工作臺(14)對面；激光器控制裝置(2)連接在激光器(1)上，控制激光器的輸出脈沖能量，光斑直徑以及脈沖寬度；夾具(13)安裝在五軸工作臺(14)上；光路變換器(4)位于激光器(1)和五軸工作臺(14)之間；主水管(5)安裝在光路變化器(4)上；噴頭(9)與主水管(5)底部的連接口通過螺紋連接；進水管(10)一端與主水管(5)上端相連，另一端與水箱(11)相連；水流控制器(12)連接在進水管(10)上，用于控制水流的流量和壓力。

2.?一種如權利要求1所述的光內送水激光沖擊強化裝置，其特征在于：所述主水管(5)為不銹鋼制，上端密封，底部和上側設置有連接口，并與中空激光束同軸。

3.?一種如權利要求1所述的光內送水激光沖擊強化裝置，其特征在于：所述噴頭(9)的工作面為頂角是170°的圓錐面，出水口寬度D為1-2?mm。

4.?一種如權利要求1所述的光內送水激光沖擊強化裝置，其特征在于：所述水流控制器(12)用于控制水流壓力值范圍在0.1-0.3?MPa，同時控制水流的噴水周期與激光沖擊的周期一致。

5.?一種利用如權利要求1所述的光內送水激光沖擊強化裝置對光內送水激光沖擊強化的方法，其特征在于：水流通過設置在圓形激光束經過光路變換后形成的中空激光束內、并與中空激光束同軸的主水管底部的噴頭沿整個周向噴向工件形成厚度均勻的水約束層，使所述水約束層不受工件表面形貌和表面質量的影響，具體包括以下步驟：

步驟一，打開激光器，通過激光器控制裝置設定激光器的輸出脈沖能量，光斑直徑以及脈沖寬度；

步驟二，通過光路變換器將圓形激光束轉換為中空激光束，所述中空激光束與主水管同軸并且不與主水管發生干涉，中空激光束的內徑與噴頭外徑相等；

步驟三，關閉激光器，將工件表面涂上吸收層后安裝在五軸工作臺的夾具上，然后通過五軸工作臺移動工件，使其待加工區域與噴頭底面的距離為???????????????????????????????????????????????，?L是噴頭上部底面半徑比下部底面半徑大出來的量；

步驟四，打開水箱開關，通過水流控制器調節水流壓力，使工件待加工區域表面形成穩定、厚度為1-2?mm且均勻分布的水約束層，然后再設定噴水周期，保證噴水動作與激光沖擊動作的同步性；

步驟五，打開激光器開始對工件表面進行激光沖擊強化，通過五軸工作臺控制工件的移動和轉動完成對整個工件表面的強化。

6.?一種如權利要求5所述的光內送水激光沖擊強化方法，其特征在于：水流通過噴頭沿水管底部整個圓周方向呈圓錐面噴出，圓錐面的頂角范圍為150°-180°。