[发明专利]一种适用于板状试样激光喷丸强化装置

说明书

一种适用于板状试样激光喷丸强化装置，包括沿横向依次设置的动力装置、传动装置、透镜组装置和箱体装置；动力装置包括电机，电机传动连接齿轮，齿轮通过纵向齿条与支撑台连接，电机用于带动齿轮转动，以使支撑台沿纵向齿条往复运动；传动装置包括支撑台，透镜组装置设置在支撑台；透镜组装置包括激光发射仪，激光发射仪所发射的激光束经过透镜组进入箱体装置；箱体装置包括保护箱，保护箱内设有反射镜，试样位于反射镜所反射激光束的通路上。本发明在实验室易于实现、操作简单、受环境的影响因素较小。

技术领域

本发明涉及材料表面改性实验装置领域，尤其涉及一种适用于板状试样激光喷丸强化装置。

背景技术

随着军工器件、航天、汽车等领域的不断发展，金属材料的性能成为了研究热点，在一些特殊的条件下要求合金材料可以在高温环境下服役，要求其具有良好的高温强度、抗疲劳性能和蠕变性能。但是就目前大多金属构件长期在复杂服役环境下表面常常会产生疲劳裂纹从而造成零件失效。为了提高服役环境下结构件的使用寿命，增加材料的可靠性，表面改性技术得到越来越多的研究。

其中激光喷丸强化作为一种全新的表面改性技术能够显著提升构件的疲劳强度而受到众多研究者的关注。相较于传统表面强化技术，激光冲击波强化具有强化效果好，可控性强，对于复杂形状的零件具有较强的加工性能等特点。它是利用强激光束产生的等离子冲击波作用于金属表面并向内部传播，使材料表面发生应变硬化，残留高幅压应力场，从而显著提高材料的显微硬度，疲劳强度等性能。

为了能够更加广泛的使用激光喷丸强化技术来改善材料的性能，发明一种能够高效、安全的进行激光喷丸强化的装置，是现在众多研究者的研究方向。现在大多数的实验装置均存在喷丸区域难控制、实验冲击过程无保护装置、造价贵等缺点。并且特别针对板状试样的实验装置鲜有研究。针对现有的方法存在的问题，本发明装置能够实现喷丸区域全面控制，在进行喷丸过程中是在保护箱中完成的，通过玻璃窗来观察加工程度，经济性好。

发明内容

为克服上述问题，本发明提供一种操作简单、受环境的影响因素较小的适用于板状试样激光喷丸强化装置。

本发明采用的技术方案是：一种适用于板状试样激光喷丸强化装置，包括沿横向依次设置的动力装置、传动装置、透镜组装置和箱体装置；

所述动力装置包括电机21，电机21的输出轴与小带轮20的输入轴连接，小带轮20通过皮带19与大带轮17连接，大带轮17的输出轴与轴18的左端连接，轴承支座15通过轴承16支撑轴18，轴18的右端与齿轮14的输入轴连接，齿轮14通过设置在支撑台13底面的纵向齿条与支撑台13连接；电机21用于带动齿轮14转动，以使支撑台13沿纵向齿条往复运动；电机21与电机控制器22电连接；

所述传动装置包括支撑台13，支撑台13呈水平设置的平板状，支撑台13的底面平行设置有纵向齿条和纵向导轨槽，纵向齿条位纵向导轨槽的左边；支撑台13通过纵向导轨槽安装在导轨12上，且可在导轨12上来回滑动；导轨12设置在导轨支座25的顶部，导轨12的长度与纵向齿条的长度相同；支撑台13上安装有透镜装置；

所述透镜装置包括激光发射仪27、第一凹透镜6、第一凸透镜7、第二凹透镜8、第二凸透镜9、第三凹透镜10和第三凸透镜11；第三凸透镜11、第三凹透镜10、第二凸透镜9、第二凹透镜8、第一凸透镜7和第一凹透镜6按照激光发射仪27所发射的激光束方向依次排列，其轴线都位于激光束的光轴上；激光发射仪27与激光发射仪控制器23电连接，激光发射仪控制器23与计算机24电连接；

定义沿着激光发射仪27所发射激光束的方向为横向，在水平方向与所述横向垂直的方向为纵向；