用於雷射衝擊處理的安全無汙染衝擊頭的製作方法

2023-05-06 00:17:51

專利名稱：用於雷射衝擊處理的安全無汙染衝擊頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及雷射應用技術。
雷射衝擊處理(LSP)是一種新發展起來的雷射加工技術。其工作原理是利用高功率雷射輻照到金屬工件或材料表面，產生高強度的衝擊應力波，使工件表層發生塑性變形，從而提高其抗疲勞性能，延長使用壽命。現有技術中從高功率雷射發生裝置發出的雷射束通常都需要經會聚透鏡，然後再輻照到塗有光能吸收塗層的工件表面處。聚會透鏡是單件，使用時需要由機架輔助支承，再安裝在適當位置。因此目前國內外用於LSP處理的高功率雷射裝置不僅總體體積龐大，而且調試操作很困難，使用十分不便。在實際操作中，當產生高強度的衝擊應力波時，起約束作用的玻璃板會被衝破而四處飛濺，影響在場操作人員安全，也汙染了有關在場設備，並影響環境的整潔。此外，在工件表面上塗光能吸收塗層，不僅費時，還會影響到工件的周圍部位。
本發明的目的在於，針對現有技術中的不足，提供一種能實現將會聚透鏡及塗有光能吸收塗層並起約束作用的玻璃板一體化的雷射處理用衝擊頭。
本發明的目的由以下方式來實現。
本發明所述的用於雷射衝擊處理的安全無汙染衝擊頭，其特徵在於，起約束作用的玻璃板和會聚透鏡安裝在同一筒體內的兩端，並分別由前、後蓋固定，在約束玻璃板的外側表面上塗有光能吸收塗層，與光能吸收塗層接觸的前蓋中部是金屬或非金屬的薄層；也能在會聚透鏡與約束玻璃板之間的筒體中設有一玻璃擋板。所述在約束玻璃板上的光能吸收塗層是由能夠吸收雷射能量並迅速電離的塗料均勻塗抹而成，例如，塗料市場中的黑色油漆或現有雷射處理技術中使用的其它專用塗料等。
本發明所述的用於雷射衝擊處理的安全無汙染衝擊頭，其光能吸收塗層附著在約束玻璃板的外側表面上，改變了現有技術中將光能吸收塗層直接塗在工件表面的做法。不僅有利於操作，而且當塗層吸收雷射後產生等離子體爆炸衝擊波時，破碎的玻璃片留在筒體內，不會產生玻璃渣四處飛濺現象，有利於人身安全及環境保護，從而能夠將整體的雷射衝擊處理機直接置於生產現場使用。
本發明所述的雷射衝擊頭，能夠和特別設計的高功率雷射發生裝置配套使用，也能夠用於現有技術的雷射強化處理裝置中。
下面通過實施例及其附圖作進一步描述。


圖1是本發明所述的雷射衝擊頭的結構示意圖。
參見圖1，(2)為會聚透鏡，(1)為固定會聚透鏡的後蓋，其外圓面上設有與筒體內孔壁上的螺紋相配合。它將會聚透鏡(2)固定安裝在筒體(3)的後端內孔中。(4)為玻璃擋板，該擋板能防止爆炸形成的玻璃碎片飛到會聚透鏡處，並便於清理。(5)為內套，它用於固定玻璃擋板(4)。(6)為約束玻璃板。它設置在內套(5)的另一端，並有前蓋(8)固定。在該約束玻璃板上塗有光能吸收塗層(7)。前蓋的中間部分為薄層，能夠將衝擊波傳遞到工件表面上。從組合式活動關節光束傳輸器輸出的雷射束首先進入會聚透鏡(2)，再通過玻璃擋板(4)及約束玻璃板(6)，射到光能吸收塗層(7)處，高功率的雷射使該部分塗層迅速電離，產生等離子體並爆炸形成衝擊波，衝擊工件表面完成強化功能。由於前蓋的阻擋，被炸破的約束玻璃板碎渣留在筒體內，不會四處飛濺。所述在約束玻璃板上附著的光能吸收塗層是市場上購得的黑漆均勻塗抹而成，塗層的厚度為50微米左右。
權利要求
1．一種用於雷射衝擊處理的安全無汙染衝擊頭，其特徵在於，起約束作用的約束玻璃板和會聚透鏡安裝在同一筒體內的兩端，並分別由前、後蓋固定，在約束玻璃板的外側表面上塗有光能吸收塗層，與光能吸收塗層接觸的前蓋中部是金屬或非金屬的薄層；所述在約束玻璃板上的光能吸收塗層是由能夠吸收雷射能量並迅速電離的塗料均勻塗抹而成。
2．如權利要求1所述的用於雷射衝擊處理的安全無汙染衝擊頭，其特徵在於也能在所述會聚透鏡與約束玻璃板之間的筒體中設有一玻璃擋板。
全文摘要
本發明涉及雷射應用技術。所述用於雷射衝擊強化的安全無汙染衝擊頭,將起約束作用的約束玻璃板和會聚透鏡安裝在同一筒體內的兩端,並分別由前、後蓋固定。在約束玻璃板的外側表面上塗有光能吸收塗層,與該層接觸的前蓋中部是金屬或非金屬的薄層,以傳遞衝擊波。當塗層產生等離子體爆炸衝擊波時,被破碎的玻璃片留在筒體內,有利於人身安全及環境保護,從而能夠將整體的雷射衝擊裝置直接置於生產現場使用。
文檔編號C21D10/00GK1313163SQ0011212
公開日2001年9月19日 申請日期2000年3月10日 優先權日2000年3月10日
發明者吳鴻興, 郭大浩, 王聲波, 戴宇生, 夏小平 申請人:中國科學技術大學