小忽视将酿成大损失！激光焊接后的必须做的焊后处理（第一讲）

小忽视将酿成大损失！激光焊接后的必须做的焊后处理：激光冲击喷丸Light Impact Scrub (LSP) 是一种现代且高效的热机械方法，用于创建和修改材料的表面和基材特性，是喷丸研究人员的最爱。与传统的后处理方法相比，激光焊接和激光冲击硬化的结合是提高焊接质量的另一种方法。在此背景下，讨论了过去几十年的焊接和磨损率。讨论了激光袋装焊对各种焊缝的力学性能和显微组织的显着影响以及激光袋装焊的分类和重要参数。我们得出结论，LSP 实际上可以用作工业制造过程的有效后处理工具 (PWT)。

一、简介

激光冲击表面 (LSP) 是一种表面熔化和成型工艺，它使用高能激光束在金属零件表面及其附近产生有用的残余压应力。 LSP引起的深度（mm范围）和高残余压应力（数百MPa）增加了材料对疲劳和摩擦疲劳等表面缺陷的抵抗力，延迟了裂纹的发生和传播时间。以下部分讨论了地表变化过程历史上最重要的事件，特别是那些使 LSP 成为主导过程的事件。

纵观不同古代人的文明，我们看到他们在日常生活中不断提高材料质量的努力。从弹药到弹药再到工具和车辆的一切都必须不断更新，以提高耐用性并加以利用。已经开发了各种方法来修改相关性能（机械、冶金和微观结构），例如锻造、轧制、抛光和熨烫。在一些出版物中，这些方法也称为偏置材料方法，因为它们会产生材料的应力状态，从而导致残余应力。残余应力有两种类型：应力和压缩。拉伸应力是有害的（因为它会加速失效机制，例如“净”机械应力和腐蚀应力），而残余压应力是有益的（因为它会减缓失效机制）。

看法

剩余焊接电压： a) 环境温度； (b) 井的集中供暖； (c) 恢复到室温，中心轴未锁定； (d) 回到室温，连接中心轴。

当焊缝的残余压应力超过工件的临界抗拉强度时，就会发生裂纹变形。焊接过程中的残余应力一般由三棒法产生。黑暗是温暖的，光明是寒冷的。符号 S 表示它们的标记状态。中心带对应于焊接区域并且被认为具有比对应于其余部分的侧条更小的直径。焊接前，所有电极均处于室温和无电压状态。当中心条加热时，它会膨胀并承载条的边缘。内侧肌腱被压缩，外侧肌腱被拉伸。在高温下，例如在焊接 B. 期间，材料的屈服强度会降低，并且中间棒由于塑性而发生不可逆的变形。当中央条恢复到室温时，它会收缩。当零件不相互连接时，由于塑性变形，它们在室温下比边梁短。但是，一旦连接，侧边栏就会缩小。中间的栏杆现在很紧。因此，焊接后，计划加载焊接区域并压缩基板。

在使用喷嘴之前，主要的表面处理是锻造、抛光和轧制。在 1920 年代，为了寻找合适的清理钢材的方法，引入了抛丸（最初是喷丸）的概念。当时，研究人员发现了爆炸性的气门弹簧、连杆、控制杆和连接器、轴、齿轮和变速箱，以增加耐力和抗疲劳性，并将它们用于汽车行业。

二战期间，步枪牵引被用于国防和航空工业，以提高用于制造武器和飞机的机械部件的强度和耐用性。在 1960 年代，射击被认为是公认的冶金工艺之一，也出现在相关的物理文献中。 60多年来，爆破一直是在金属零件表面及其附近产生残余压应力（CRS）的主要方式，其优缺点明显。随着与喷丸相关的研究和专利不断涌现，研究将继续增长。随着 1960 年代脉冲激光技术的发明，研究领域也扩大到发现其在提高材料强度方面的应用。

1960 年代后期发生了重大突破，当时位于新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚实验室的安德霍尔姆发现，通过限制等离子体在目标上的膨胀（使用激光材料）可以实现更高的等离子体压力。 † Anderholm 和 Boad 然后通过将透明熔融石英帽连接到激光束上来密封等离子体，该帽牢固地粘附在目标表面上。他们的等离子体捕获方法显着增加了产生的压力并上升到 1 到 8 GPa 的压力，这大约高于自由等离子体压力。

1970 年代，来自 BCL（Battlele Columbus 实验室，美国）的研究人员研究了激光产生的应力波在材料处理中的实际应用及其对材料力学和微观结构的影响。同样，法国 LALP 的 Fabbro 等人、Devaux、Berthe 和 Peyre 等人研究了具有广泛定义的几何形状和不同工艺参数的激光质粒的特性，并帮助了解 LSP 工艺的基本物理特性。 †因此，LSP工艺已成为现代冶金应用研究的一个新领域。

过去成功引爆了多种材料，例如铁、铝、铜、镁、高温合金和各种非晶合金，一些研究人员讨论了它们的有益效果。大多数研究人员独立比较地研究了 LSP 工艺与其他常规爆破方法，如 B. 清洗 (SP)、超声波喷射 (UIP)、油洗 (OJP) 和水洗 (WJP)。结果表明，与传统的半径去除方法相比，LSP显着提高了CRS诱导层的深度、表面粗糙度和精度。爆炸中最重要的因素是残余应力。断裂试样的其他机械和微观结构特性高度依赖于残余应力。这一事实有助于理解 LSP 工艺可以更好地减少金属零件在高破坏性残余应力下的表面损伤。据我们所知，这通常发生在焊缝内部和周围，因为在加热和冷却过程中焊缝会在有限的范围内膨胀和收缩。焊缝样品由几位研究人员吹制，它们对焊缝的影响被描述为显着改善。

观察 LSP 过程的研究趋势，只有学术研究占主导地位，其产业化仍然是一个挑战。因此，该领域最重要的一步是开始快速工业化，这预示着“对焊和爆破”的想法。说到焊接，即使是一个车对空总成也至少有1000到2000个焊缝，大部分焊缝都处于非常重要的位置，发挥着非常重要的作用。为了更长时间和有希望的使用，如果点焊表面在使用前可以用激光处理会更好。同时，关于激光焊接验证的文献非常有限，没有单独的关于激光焊接的文章。 Welding and Blowing] 已经被几位研究人员评估过，涵盖了大多数焊接和吹气概念。因此，我们在这项工作中的努力将主要集中在通过综合分析填补激光辐射激发范围内的空白，包括焊接和 LSP 的各个方面。