[發明專利]一種基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法

在審

• 申請號: 202010797567.1
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112082679A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 丁立健;龔超;趙玉順;張松;張子揚;杜斌
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;B23K26/362
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

1.一種基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，包括先布置飛秒激光加工的測量系統，其特征在于：

還包括以下步驟：

S100、對樣件待測部位進行打磨，確保表面光滑；

S200、在應變片底面涂抹一層粘結劑并刮平，立即對準樣件待測部位，將應變片底面向下平放在樣件上，輕壓使其與樣件表面緊密結合，經過設定時間使其陰干；

S300、將接線端子中間的圓孔對準已粘結好的應變片，平放在樣件上，將應變片引線和測試導線分別連接在對應接線端子上；

S400、連接應變儀，將應變片和補償片分別連接在應變儀的端口上；

S500、應變儀調零，并檢查應變片與樣件絕緣程度和阻值變化情況，同時還要檢查貼片方位是否正確；

S600、設定激光器的相應參數，然后將飛秒激光脈沖聚焦到樣件待測表面進行加工得到線；

S700、當應變儀指示穩定后，測得的對應加工區釋放的應變值數據，并根據彈性力學的原理計算出殘余應力。

2.根據權利要求1所述的基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，其特征在于：

所述S100中打磨之后還包括隨后用丙酮和乙醇對樣件表面進行清潔、干燥。

3.根據權利要求2所述的基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，其特征在于：

所述S100具體包括：

用砂紙打磨樣件待測部位至表面光潔，擦去磨屑后用脫脂棉球分別沾以丙酮和酒精清洗，清除樣件表面的雜質。

4.根據權利要求1所述的基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，其特征在于：

所述S200中在應變片底面涂抹一層粘結劑并刮平，具體包括：

在應變片底面涂抹一層粘結劑后，用小片塑料薄膜蓋在應變片上，用手擠壓出多余的粘結劑和氣泡，然后輕輕揭掉。

5.根據權利要求1所述的基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，其特征在于：

所述S300中通過用焊錫的連接方式將應變片引線和測試導線連接在接線端子上。

6.根據權利要求1所述的基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，其特征在于：

布置飛秒激光加工的測量系統，包括以下步驟：

調節飛秒激光器(1)的高度，使其發射出去的激光能水平入射反射鏡組(2)，調節反射鏡的角度和擴束鏡(3)的高度，使得從反射鏡組中反射出來的激光能水平入射擴束鏡(3)，經擴束后再水平入射掃描振鏡(5)，測量樣件(6)放在移動平臺(7)上，并將待加工位置擺在加工物鏡(4)的正下方；應變儀(10)通過連接線(8)與測量樣件(6)上應變片相連，再與PC機(9)相連。

7.根據權利要求6所述的基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，其特征在于：

所述飛秒激光器(1)的飛秒激光參數為飛秒激光的中心脈寬為50-400fs、波長為400-1064nm、單脈沖能量為10-1000μj、重復頻率1-100kHz。

8.根據權利要求1所述的基于飛秒激光加工的殘余應力測量方法，其特征在于：

飛秒激光在測量樣件上的加工線寬d為1-3mm，試件厚度應大于或等于4d。