激光表面強(qiáng)化(laserpeening)是一種借助于高能光束對其轟擊以使金屬零件韌化的新方法,經(jīng)過lawrencelivermore實驗室研究人員的努力,這種工藝已能付諸實踐。激光表面強(qiáng)化很像普通的噴丸強(qiáng)化,用細(xì)如鹽粒的金屬球噴撒金屬零件,形成壓應(yīng)力,從而不易產(chǎn)生疲勞和腐蝕。激光強(qiáng)化處理zui初出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代,由于是低速激光器,因此仍是一種費錢費時的工藝。平均功率600?w的攙釹玻璃激光器的開發(fā)成功是一個突破。與普通的激光器發(fā)出的每2?s一個脈沖相比,這種新的激光器可以每秒引燃10個30億w的短脈沖。這種激光器是由metalimprovement公司協(xié)助開發(fā)的。
像普通噴丸時的金屬球一樣,激光器向金屬表面發(fā)射一強(qiáng)大的沖擊波,并在金屬表面上留下殘余的壓縮應(yīng)力。激光束作用到金屬內(nèi)1.016?mm深處,為普通噴丸深度的4倍。
這種新工藝將用于強(qiáng)化飛機(jī)發(fā)動機(jī)零件。早期試驗表明,激光表面強(qiáng)化提高了金屬疲勞強(qiáng)度10%~40%,允許航空發(fā)動機(jī)在較高的應(yīng)力負(fù)載下運轉(zhuǎn)而不致于疲勞。另一些人的研究表明,用激光強(qiáng)化航空噴氣發(fā)動機(jī)葉片,其壽命是原來的3~5倍。諸如飛鳥或松落的螺栓進(jìn)入發(fā)動機(jī)并損傷到風(fēng)扇葉片邊緣之后,葉片可能將損傷傳播開來,導(dǎo)致葉片斷裂,并可能使整個發(fā)動機(jī)損壞。livermore科學(xué)家的研究證明,用可使獲得的強(qiáng)化深度增加,有助于阻止葉片應(yīng)力裂紋的蔓延。