[发明专利]一种用于深冷激光冲击强化的装置

说明书

本发明涉及一种用于深冷激光冲击强化的装置，包括激光冲击强化系统、温度控制系统和计算机控制系统。所述激光冲击强化系统主要包括激光控制器，YAG激光器，全返镜，聚光镜。所述温度控制系统主要包括液氮罐，低温泵，伺服电机控制系统，伺服电机，锥形齿轮，直齿轮，底座，工作平台。所述工作平台位于二维移动平台上，所述计算机控制系统主要由计算机控制中心组成，计算机控制中心控制激光控制器、低温泵两部分，从而与激光冲击强化系统和温度控制系统联系起来，形成一个整体。此外，计算机系统还与温度传感器相连，达到检测温度的目的。本发明提出的一种温度可控的装置，可高效率大范围给材料降温，计算器系统控制，安全可靠。

技术领域

本发明属于材料表面强化处理技术领域，具体涉及一种可用于深冷激光处理强化相关金属或合金表面的装置。

背景技术

深冷激光冲击强化（Cryogenic Laser Shock Peening）是一种在低温状态下对材料进行激光冲击强化（LSP）以达到给材料改性目的的处理方法。它结合深冷处理和激光冲击强化两种对材料进行处理的方法，能够在处理的材料表面形成比常温状态下更多的纳米孪晶，产生更高密度的位错，增强材料的材料强度和良好的热稳定性。

深冷激光冲击强化的低温条件是以液氮为制冷剂，已达到低温的效果。深冷处理分为液体法和气体法。液体法是将工件直接放入液氮中，处理温度为-150℃，缺点是热冲击大，有时甚至造成工件开裂；气体法是通过液氮的气化潜热和低温氮气吸热制冷，处理温度达-196℃，处理效果较好。

发明内容

本发明提出了一种用于深冷激光冲击强化的装置，可以实现加工工件在恒定的低温环境下进行激光的冲击强化处理。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种用于深冷激光冲击强化的装置，包括激光发生系统，所述激光发生系统发出的激光传送至工作平台内，所述工作平台位于二维移动平台上，所述工作平台包括底板，所述底板上固定有密封盖，所述密封盖内设置有旋转平台，所述旋转平台上开设有若干第一通孔，所述旋转平台下方与旋转轴连接，所述旋转平台上从下到上依次设置有不锈钢试样、吸收层和约束层，所述约束层正对K9玻璃盖板，所述K9玻璃盖板位于所述密封盖上，所述旋转轴外设置有石墨轴套，所述旋石墨轴套嵌套在下固定工形套内，所述下固定工形套的下端面通过螺栓固定在底板上，所述下固定工形套的上端面上开设有若干第二通孔，所述旋转平台的下端面与所述下固定工形套的上端面贴合；所述密封盖内还设置有挡套，所述挡套与所述下固定工形套的上端面之间的空间构成调节腔，所述调节腔与液氮罐的输出管道连接；所述旋转平台与所述密封盖之间的空间构成低温保温腔，所述不锈钢试样位于所述低温保温腔内；所述旋转轴下方与动力装置连接。

上述方案中，所述液氮罐的输出管道上设置有低温泵，所述旋转轴下方安装有直齿轮，所述直齿轮与锥形齿轮组啮合，所述锥形齿轮组的动力轴与伺服电机连接。

上述方案中，所述伺服电机、所述低温泵与计算机控制中心连接。

上述方案中，所述低温保温腔内设置有温度传感器，所述温度传感器与计算机控制中心连接。

上述方案中，所述激光发生系统包括激光控制器，YAG激光器，全反镜和聚光镜，所述激光控制器与计算机控制中心连接。

上述方案中，所述密封盖上开设有平衡孔，所述平衡孔与所述低温保温腔连通。