激光冲击处理在航空工业中的应用.pdf

．主!i—业越￡遴y；l避￡Q；醚王 激光冲击处理在 航空工业中的应用 北京航空制造工程研究所 邹世坤 作为一项新型的、可获得更深残余压应力层的表面强化技 术，激光冲击处瑾在靛空发动机上成功应用之后褥到了迅 速发展，不仅仅是发动机，其潜在的应用还包括很多高疲 劳性熊要求的枧身结构，特别是紧圉结构。焊接结构等 的残余压应力层可达lmm，约为喷 (3)提离破坏麴容忍性和持久性 丸的2～5倍。当人们发现激光冲击处 (新的燃气涡轮、修理件、铸件、焊接 理具有很好的阻止裂纹萌生和扩展能 结构)； 力以后，激光冲击处理技术得戮迅速 (4)延长检修周期，减少保养成 宝§赣玮： 发展f卜2|。 本； 北京航空制造工程研究所高熊束流加 工技术国防科技重点实验室高级工程 激光冲击处理除日本东芝公司成 (5)提高任务就绪效率。 搏，主要从事激必冲击处理设备和工 功用于核工业中压力容器焊缝强化 激光冲击处理的在航空制造业上 芝蜡究，先舌承澄了国防预磷，基金． 外，美圈LLN乙和MIC公司正在合的应用主要有机身结构、发动机结构 国家科技攻关薄多项课题。发表学术 文警20余篇。麓中El索引8篇。申请 作开发在医药、能源、航天等工业上 及其他附属装置，如起落架、舰载机 专刹2项。磊裁溅致力于激必冲击处 的应用，但没有批量生产的报道。 所用的飞枫弹射器、尾钩着陆拦阻装 璞发动机卧鸶静产堑毒艺研究 目前，激光冲击处理技术工韭应 置等。 用和批量生产上最为成熟的行业仍然 激光冲击处理未来潜在应用包括 是航空制造业，根据美国空军研究实 以下方面： 激光冲击处理 验室的报告【3】，激光冲 shock 激光冲击处理(1aser 击处理在航空结构上 pro。eSsing)利用高峰值功率密度的脉的优势主要表现在以 冲激光(大于l09W／cm2)辎射金属表下几个方面： 面吸收层产生高温高压等离子体，该 (1)提高抗应力 等离子体受到约束层的约束对产生高 腐蚀能力，增强飞行 强度冲击渡，使材料表层产生塑性应 疲劳断裂结构的安全 变，残留很大的压应力。其强化原理 性； 类似喷丸，因此也称作激光喷丸 (2)瓶老飞行器 滋必稳卷凳瑾镄攘络援懿方式 (1鑫serpeenin蓟。激光冲击处理获得的延寿； 36航空制造技术-2∞6年第5期 (1)用于易疲劳结构(如F—16上得到应用。LsP技术公司一直致力 壁板、机翼附件、飞行控制机构、轮 于这方面的研究，最近在专利中提出 子、闸、起落架等)； 采用可移动的激光冲击强化装置对飞 (2)用于钛合金、铝合金焊接结机结构进行强化的方案，如采用可移 构，以提高耐久性； 动的激光设备通过导光系统对飞机机 (3)用于焊接的老化结构，以提翼蒙皮的铆接结构进行强化。 高耐久性； 在该强化模式中，LSP技术公司 (4)用于紧固件和紧固孔，以提直接对铆接后的结构进行强化。激光 高抗腐蚀疲劳和应力腐蚀裂纹； 在铆钉表面产生冲击