[发明专利]一种变光斑多层交错激光冲击均匀强化叶片的方法

权利要求书

1.一种变光斑多层交错激光冲击均匀强化叶片的方法，其特征在于：使用相邻光斑紧挨不搭接的方式，进行多次不同光斑尺寸的层间交错冲击，冲击层数为三层，第一层激光光斑尺寸为a ，第二层和第三层激光光斑尺寸为a/2，并且每一层激光冲击强化处理起始点位置在X方向相差a/3，Y方向相差a/3；其他激光冲击强化参数不变。

2.如权利要求1所述的一种变光斑多层交错激光冲击均匀强化叶片的方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)在工件待加工表面覆盖网格状吸收层，并将工件安装五轴工作台上，单个网格的边长为a；

(2)通过激光器控制装置设定激光器的输出功率和光斑参数，使其光斑形状为方形，边长尺寸同样为a，相邻方形光斑紧挨不搭接；

(3)通过数控系统调节五轴工作台使激光束位置与网格状吸收层角点的单个网格重合，作为第一层的激光冲击强化处理起始点位置，并使网格约束层的X轴和Y轴与工作台的X轴和Y轴一致；

(4) 采用流水作为约束层，打开激光器，采用逐行加工的方法通过数控系统控制五轴工作台的移动和转动实现对工件待加工表面进行第一层激光冲击强化；

(5)通过激光器控制装置改变激光器光斑尺寸参数，使其光斑形状为方形，边长尺寸为a/2，相邻方形光斑紧挨不搭接，其他工艺参数不变；

(6)通过数控系统调节五轴工作台使激光束位置与偏移位置重合，偏移点从步骤（3）中的冲击区域起始点在X方向向冲击区域外偏移a/3，Y方向向冲击区域外偏移a/3，作为第2层的激光冲击强化处理起始点位置，并使网格约束层的X 轴和Y轴与工作台的X轴和Y 轴一致；

(7)采用流水作为约束层，打开激光器，采用逐行加工的方法通过数控系统控制五轴工作台的移动和转动实现对工件待加工表面进行第2层激光冲击强化；

(8)通过数控系统调节五轴工作台使激光束位置与偏移位置重合，偏移点从步骤（6）中的冲击区域起始点位置在X方向向冲击区域外偏移a/3，Y方向向冲击区域外偏移a/3，作为第3层的激光冲击强化处理起始点位置，并使网格约束层的X轴和Y 轴与工作台的X轴和Y轴一致；激光器的工艺参数同步骤（5）；

(9)采用流水作为约束层，打开激光器，采用逐行加工的方法通过数控系统控制五轴工作台的移动和转动实现对工件待加工表面进行第三层激光冲击强化。

3.如权利要求1或2所述的一种变光斑多层交错激光冲击均匀强化叶片的方法，其特征在于：所采用的激光冲击强化用的脉冲激光束为正方形光斑，边长a为2-8 mm，频率为1-5 Hz，脉宽为8-30 ns，脉冲能量3-15 J。

4.如权利要求2所述的一种变光斑多层交错激光冲击均匀强化叶片的方法，其特征在于所述的网格状吸收层的设计为：网格吸收层单位网格的设计与每一次激光冲击光斑尺寸大小相同；网格吸收层背面具有粘性，能够吸附在光滑工件表面。

5.如权利要求2或4所述的一种变光斑多层交错激光冲击均匀强化叶片的方法，其特征在于所述网格状吸收层的制备方法为：将GN-521有机硅凝胶、氰基丙烯酸酯、甲基叔丁基醚按照质量比5 ：3 ：2的比例混合后在70-90℃反应10 min~30 min，正面根据方形光斑边长和搭接率制凸模压制，背面为平面，冷却以后形成0.8-1 mm厚度的网格吸收层。