本實(shí)用新型涉及一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置。

背景技術(shù)：

激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)是利用強(qiáng)激光束產(chǎn)生的等離子沖擊波，提高金屬材料的抗疲勞、耐磨損和抗腐蝕能力的一種高新技術(shù)。它具有非接觸、無熱影響區(qū)、可控性強(qiáng)以及強(qiáng)化效果顯著等突出優(yōu)點(diǎn)。涂層的作用主要是保護(hù)工件不被激光灼傷并增強(qiáng)對激光能量的吸收，目前常用的涂層材料有黑漆和鋁箔等。約束層除了能約束等離子體的膨脹從而提高沖擊波的峰值壓力外，還能通過對沖擊波的反射延長其作用時(shí)間，目前常用的約束層為流水，K9玻璃。激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)，也稱激光噴丸技術(shù)。是通過高功率密度(GW/cm量級)、短脈沖(10～30ns量級)的激光通過透明約束層作用于金屬表面所涂覆的能量吸收涂層時(shí)，涂層吸收激光能量迅速氣化并幾乎同時(shí)形成大量稠密的高溫、高壓等離子體。該等離子體繼續(xù)吸收激光能量急劇升溫膨脹，然后爆炸形成高強(qiáng)度沖擊波作用于金屬表面。當(dāng)沖擊波的峰值壓力超過材料的動態(tài)屈服強(qiáng)度時(shí)，材料發(fā)生塑性變形并在表層產(chǎn)生平行于材料表面的拉應(yīng)力。激光作用結(jié)束后，由于沖擊區(qū)域周圍材料的反作用，其力學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)為材料表面獲得較高的殘余壓應(yīng)力。殘余壓應(yīng)力會降低交變載荷中的拉應(yīng)力水平，使平均應(yīng)力水平下降，從而提高疲勞裂紋萌生壽命。同時(shí)殘余壓應(yīng)力的存在，可引起裂紋的閉合效應(yīng)，從而有效降低疲勞裂紋擴(kuò)展的驅(qū)動力，延長疲勞裂紋擴(kuò)展壽命。飛機(jī)和航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)大量采用金屬材料，金屬材料的主要失效形式疲勞和腐蝕均始于材料表面，所以金屬材料表面的結(jié)構(gòu)和性能直接影響著材料的綜合性能。為此，人們采用噴丸、滾壓、內(nèi)擠壓等多種表面強(qiáng)化工藝來改善金屬表面性能。利用強(qiáng)激光誘導(dǎo)沖擊波來強(qiáng)化金屬表面的新技術(shù)稱為激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)（簡稱LSP），由于其表面強(qiáng)化效果好，自產(chǎn)生之日起就得到了廣泛的關(guān)注和研究。當(dāng)短脈沖(幾十納秒內(nèi))的高峰值功率密度的激光輻射金屬表面時(shí)，金屬表面吸收層（涂覆層）吸收激光能量發(fā)生爆炸性汽化蒸發(fā)，產(chǎn)生高壓等離子體，該等離子體受到約束層的約束爆炸時(shí)產(chǎn)生高壓沖擊波，作用于金屬表面并向內(nèi)部傳播。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置。

本實(shí)用新型解決其上述的技術(shù)問題所采用以下的技術(shù)方案：一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置，其主要構(gòu)造有：支架臺、輔支架桿、主平臺、輔平臺、擱置架、上支架座、操控臺、點(diǎn)陣排布臺、排布臺支架、熱保護(hù)板、卡扣、角度調(diào)節(jié)螺桿、激光發(fā)生器、擱置臺、平移臺、固定鋼板、軌道條、角度盤、導(dǎo)向刮板、步進(jìn)電機(jī)、滑軸，所述的支架臺上固定有主平臺，主平臺兩側(cè)各鉸接有輔平臺；所述的輔平臺下通過輔支架桿與支架臺相支撐；

所述的主平臺上設(shè)有平移臺，平移臺內(nèi)置滑軸，滑軸上通過滑塊固定有擱置臺；平移臺內(nèi)一端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，平移臺內(nèi)另一端設(shè)有定滑輪，步進(jìn)電機(jī)動力輸出端通過皮帶駁接于定滑輪上；所述的擱置臺設(shè)有卡鉗，并且卡鉗夾持于皮帶上；

所述的支架臺上焊接有上支架座，上支架座頂端位置倒置激光發(fā)生器；上支架座中端位置處焊接有排布臺支架；所述的排布臺支架正面焊接有固定鋼板，固定鋼板上設(shè)有軌道條，所述的軌道條與點(diǎn)陣排布臺之間通過滑塊相滑動固定；所述的固定鋼板上設(shè)有卡扣，卡扣內(nèi)貫通角度調(diào)節(jié)螺桿，所述的角度調(diào)節(jié)螺桿底端聯(lián)動于導(dǎo)向刮板；所述的導(dǎo)向刮板兩末端擱置于角度盤內(nèi)；所述的點(diǎn)陣排布臺上設(shè)有排布臺支架。

進(jìn)一步地，所述的排布臺支架為等間距布置的空管構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所述的軌道條上設(shè)有限位銷釘。

進(jìn)一步地，所述的輔平臺上設(shè)有擱置架。

進(jìn)一步地，所述的點(diǎn)陣排布臺外側(cè)面設(shè)有熱保護(hù)板。

進(jìn)一步地，所述的排布臺支架內(nèi)貫通有激光線束。

本實(shí)用新型的有益效果：為激光沖擊強(qiáng)化提供了操作性的平臺；在本平臺的支持下實(shí)現(xiàn)了有效降低疲勞裂紋擴(kuò)展的驅(qū)動力，延長疲勞裂紋擴(kuò)展壽命；并且在材料表層形成密集、穩(wěn)定的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，使材料表層產(chǎn)生應(yīng)變硬化，殘留很大的壓應(yīng)力，顯著的提高材料的抗疲勞和抗應(yīng)力腐蝕等性能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置爆炸結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置點(diǎn)陣排布臺結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本實(shí)用新型一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置平移臺結(jié)構(gòu)圖。

圖中 1-支架臺，2-輔支架桿，3-主平臺，4-輔平臺，5-擱置架，6-上支架座，7-操控臺，8-點(diǎn)陣排布臺，9-排布臺支架，10-熱保護(hù)板，11-卡扣，12-角度調(diào)節(jié)螺桿，13-激光發(fā)生器，14-擱置臺，15-平移臺，16-固定鋼板，17-軌道條，18-角度盤，19-導(dǎo)向刮板，20-步進(jìn)電機(jī)，21-滑軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1-4對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做一個(gè)詳細(xì)的說明。

實(shí)施例：一種利用點(diǎn)陣排布的激光沖擊強(qiáng)化裝置，其主要構(gòu)造有：支架臺1、輔支架桿2、主平臺3、輔平臺4、擱置架5、上支架座6、操控臺7、點(diǎn)陣排布臺8、排布臺支架9、熱保護(hù)板10、卡扣11、角度調(diào)節(jié)螺桿12、激光發(fā)生器13、擱置臺14、平移臺15、固定鋼板16、軌道條17、角度盤18、導(dǎo)向刮板19、步進(jìn)電機(jī)20、滑軸21，所述的支架臺1上固定有主平臺3，主平臺3兩側(cè)各鉸接有輔平臺4；所述的輔平臺4下通過輔支架桿2與支架臺1相支撐；

所述的主平臺3上設(shè)有平移臺15，平移臺15內(nèi)置滑軸21，滑軸21上通過滑塊固定有擱置臺14；平移臺15內(nèi)一端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)20，平移臺15內(nèi)另一端設(shè)有定滑輪，步進(jìn)電機(jī)20動力輸出端通過皮帶駁接于定滑輪上；所述的擱置臺14設(shè)有卡鉗，并且卡鉗夾持于皮帶上；

所述的支架臺1上焊接有上支架座6，上支架座6頂端位置倒置激光發(fā)生器13；上支架座6中端位置處焊接有排布臺支架9；所述的排布臺支架9正面焊接有固定鋼板16，固定鋼板16上設(shè)有軌道條17，所述的軌道條17與點(diǎn)陣排布臺8之間通過滑塊相滑動固定；所述的固定鋼板16上設(shè)有卡扣11，卡扣11內(nèi)貫通角度調(diào)節(jié)螺桿12，所述的角度調(diào)節(jié)螺桿12底端聯(lián)動于導(dǎo)向刮板19；所述的導(dǎo)向刮板19兩末端擱置于角度盤18內(nèi)；所述的點(diǎn)陣排布臺8上設(shè)有排布臺支架9。

所述的排布臺支架9為等間距布置的空管構(gòu)成。

所述的軌道條17上設(shè)有限位銷釘。

所述的輔平臺4上設(shè)有擱置架5。

所述的點(diǎn)陣排布臺8外側(cè)面設(shè)有熱保護(hù)板10。

所述的排布臺支架9內(nèi)貫通有激光線束。

本實(shí)用新型是為激光沖擊強(qiáng)化提供了一個(gè)操作性的平臺，輔平臺4上設(shè)有的擱置架5是為方便放置預(yù)激光沖擊強(qiáng)化物件而設(shè)計(jì)。具體的操作過程描述如下：

激光發(fā)生器13是一個(gè)大功率的激光線束發(fā)生裝置，其固定在操控臺7內(nèi)，首先激光發(fā)生器13的激光線束會穿過排布臺支架9的各根空管內(nèi)，通過調(diào)節(jié)角度調(diào)節(jié)螺桿12 使得導(dǎo)向刮板19發(fā)生豎直角度上的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向刮板19會脅迫排布臺支架9向預(yù)先定制角度發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個(gè)過程為調(diào)制激光線束的過程。由于導(dǎo)向刮板19直接接觸激光線束因此會產(chǎn)生高熱，產(chǎn)熱的高熱通過熱保護(hù)板10傳遞，消除廢熱源。

在整個(gè)的點(diǎn)陣排布臺8上下位置控制上則是通過軌道條17上線移動來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)移動到需要的高度時(shí)，用銷釘固定即可。

在保證制激光線束角度調(diào)制完成的情況下，啟動步進(jìn)電機(jī)20，通過皮帶將擱置臺14往排布臺支架9正下方移動。將需要激光沖擊強(qiáng)化的物件放置于擱置臺14上，啟動激光發(fā)生器13實(shí)現(xiàn)激光沖擊強(qiáng)化。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。