[發(fā)明專利]一種高能脈沖激光加工測量一體化系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010989256.5
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112280968B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃科;井龑東;席乃園;方學(xué)偉;張琦;盧秉恒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;B22F3/105;G01N29/04;G01N15/02;G01M11/02;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種高能脈沖激光加工測量一體化方法，其特征在于：包括一套可同時用于激光沖擊強(qiáng)化和產(chǎn)生超聲波的高能脈沖激光系統(tǒng)，一套用于接收超聲波的傳感器系統(tǒng)，一套用于轉(zhuǎn)換傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀出系統(tǒng)，一套用于協(xié)調(diào)控制所有設(shè)備的中控系統(tǒng)；

所述的一種高能脈沖激光加工測量一體化方法，包括以下步驟：高能脈沖激光系統(tǒng)產(chǎn)生的高能脈沖激光按照路徑在工件表面誘發(fā)產(chǎn)生沖擊波進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化，同時在工件內(nèi)部產(chǎn)生超聲波；傳感器系統(tǒng)接收到超聲波信號后，通過數(shù)據(jù)讀出系統(tǒng)將信號輸入至中控系統(tǒng)；中控系統(tǒng)通過對讀取的超聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲得工件內(nèi)部信息，工件內(nèi)部信息包括缺陷的位置及大小、殘余應(yīng)力分布、模量和晶粒度信息，同時，根據(jù)所獲得的超聲波數(shù)據(jù)，中控系統(tǒng)計算出激光沖擊強(qiáng)化過程中的激光沖擊信息，激光沖擊信息包括激光的掃描路徑、光斑大小、能量穩(wěn)定度信息，實現(xiàn)針對激光沖擊強(qiáng)化的在線監(jiān)測；最終，根據(jù)激光沖擊信息和工件內(nèi)部信息對高能脈沖激光和工件產(chǎn)品制造裝備進(jìn)行實時的參數(shù)調(diào)節(jié)；

所述的激光沖擊強(qiáng)化過程中，通過超聲波接收陣列結(jié)合材料的聲屬性，能夠獲得激光沖擊強(qiáng)化過程中的光斑尺寸、重疊率、能量穩(wěn)定性關(guān)鍵信息，實現(xiàn)對其工藝效果的在線監(jiān)測；

所述的高能脈沖激光系統(tǒng)應(yīng)用了Q-switched技術(shù)的Nd:YAG高能脈沖激光器，能夠根據(jù)需求輸出不同脈沖能量的光束，為了增加激光誘導(dǎo)沖擊波的幅值并且避免高能激光產(chǎn)生的表面燒蝕，選擇約束層和吸收層；吸收層選用鋁箔膠帶、黑膠帶或黑漆，約束層選用流動水、玻璃或透光聚合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能脈沖激光加工測量一體化方法，其特征在于：所述的超聲波接收傳感器包括接觸式和非接觸式超聲波傳感器，由單一傳感器或是傳感器陣列組成。