[发明专利]一种具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法

权利要求书

1.一种具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，步骤如下：

(1)搭建激光诱导空化试验装置，激光诱导空化试验装置包括激光冲击实验平台，激光冲击实验平台上设置试样材料，试样材料表面设置涂覆装置，涂覆装置内设置液体介质，液体介质厚度为5mm-10mm；

(2)启动激光器进行激光空化试验，调整激光参数，使液体介质内的空化泡形成强度最大，空化泡形成强度最大时对应的激光参数为最优激光参数；

(3)激光冲击实验平台上重新设置试样材料，采用步骤(2)中的最优激光参数，调整不同的液体介质厚度进行激光空化试验，观测空化泡的位置与试样材料的相对距离，测试空化泡位置与试样材料的相对距离在1-3mm时激光空化的试样材料的性能变化，性能为机械性能或纵向塑性变形程度，机械性能为硬度或表面残余应力，性能提高最大的试样材料对应最优相对距离，最优相对距离对应的液体介质厚度为最优液体介质厚度；

(4)激光冲击实验平台上重新设置试样材料，试样材料表面涂覆吸收层，采用步骤(2)中的最优激光参数，步骤(3)中的最优液体介质厚度进行激光冲击处理，然后对获得的试样材料表面的单光斑区域内的残余应力进行测量和判断，判断原则为：

获得的残余应力分布状态中，当显示单光斑的中心区域相对于周边区域具有相同或较低程度的残余压应力分布时，则实际加工液体介质厚度选择目前确定的最优液体介质厚度，当显示单光斑的中心区域相对于周边区域具有更高程度的残余压应力分布时，则进入下一步，继续调整液体介质厚度；

(5)以最优液体介质厚度为基准，以试错法为基本原则，首先挑选步骤(3)中使空化泡的位置与试样材料的相对距离在1-3mm的激光空化试样材料的液体介质厚度，以挑选的液体介质厚度和最优激光参数对涂覆吸收层的试样材料进行激光冲击处理，当显示单光斑的中心区域相对于周边区域具有相同程度的残余压应力分布时，选择该条件所对应的液体介质厚度为实际加工液体介质厚度；

(6)采用确定的最优激光参数和实际加工液体介质厚度对待加工材料进行激光冲击处理。

2.如权利要求1所述的具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，步骤(1)中试样材料与激光光束聚焦位置距离为5-15mm；

优选的，步骤(1)中涂覆装置为中空透明玻璃容器，涂覆装置设置于试样材料上侧，涂覆装置与试样材料的接触边缘胶水密封。

3.如权利要求1所述的具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，步骤(2)(3)(4)(5)中的液体介质为甘油或添加甘油的去离子水。

4.如权利要求1所述的具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，步骤(2)中的激光参数包括激光能量、激光波长、激光脉宽和激光直径。

5.如权利要求1所述的具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，若步骤(3)中的液体介质厚度为10mm时仍无法使空化泡的位置与试样材料的相对距离小于3mm，则在液体介质上设置K9玻璃。

6.如权利要求1所述的具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中的观测方式均为高速摄像直接观测。

7.如权利要求1所述的具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(4)中，试样材料与激光器的相对距离相同。

8.如权利要求1所述的具有离焦量的双物理效应脉冲激光冲击方法，其特征在于，步骤(4)中的吸收层为黑胶带或黑漆，吸收层厚度为0.1-1mm。