小忽视将酿成大损失！激光焊接后的必须做的焊后处理（第二讲）

焊接是一个非常复杂的过程，其图表很难理解。焊接可谓是“先熔后接合”，但其实难度很大。焊接零件会经历各种机械、热、冶金和微观结构变化，尽管熔化、粘合和硬化会在短时间内发生。此外，焊接过程中合金元素的蒸发和时效时间，以及焊后时效的类型和条件，对决定焊缝质量也起着重要作用。焊缝的影响会改变焊缝的性能，因此焊缝与母材、热、机械和冶金现象之间存在复杂的相互作用，因此焊缝的质量不是最佳的。在焊接中，热机械相互作用，结合冶金历史，导致母材区、焊缝附近区域和熔化区的微观结构分布不均匀。

与传统的焊接方法（GTA或MSG焊接、TIG焊接、FSW等）相比，激光焊接具有焊接速度等诸多优势。成本，与对称焊缝的零件和几何形状的非接触交互。

分支焊缝宏观截面有粗晶热区（含氢裂纹）、暗腐蚀细晶热区和临界轻腐蚀区。

热影响区可分为不同的区域。熔点本身的成分的轻微变化，即 J. 熔融金属和未熔融基础钢之间的边界，描述在熔融金属片的末端。这通常会导致热变区 (HAZ) 的晶粒直径比离边缘稍远的晶粒更薄且成分更软。但是，如果要焊接的金属的成分比基础钢的成分更丰富（这在使用不锈钢添加剂时是可能的），情况可能正好相反。在熔点附近，热影响区短暂加热到约 1500°C 的熔点。这种高温加热将微观结构转变为奥氏体形态，并且与 10-30 µm 相比，晶粒尺寸增加到 100 µm 或更大细晶粒钢。在冷却过程中，取决于冷却速度，奥氏体转变为马氏体、贝氏体、铁素体 + 珍珠岩或这些成分的混合物。

虽然激光焊接产生高质量的焊缝，但航空航天和汽车行业有时需要混合项目，其中需要焊接不同的材料组合。这是一个非常复杂的工程挑战，由于材料的显着物理差异、互溶性的限制和金属间相的形成，最终导致合成区的热裂、孔隙和软化（软化）等常见缺陷。焊后热处理（硬化和释放焊缝的传统方法）可以增加焊缝区的强度，但不能恢复为母材金属，仅限于某些热处理材料。因此，在接下来的部分中，我们将讨论 LSP 作为激光焊接的替代方案以进行进一步加工。

三、LSP流程概述、分类及重要参数

目前在文献中提供了对激光冲击放大过程的相当广泛的评论。因此，在本节中，我们将简要讨论流程概述，然后讨论 LSP 分类（迄今为止在任何其他评论中都没有讨论过）及其主要参数。

3.1 激光攻击放大过程概述

打开时，激光穿过顶部透明层（封装介质）到达覆盖有不透明或牺牲层的断裂表面。激光脉冲的持续供应迅速加热和电离蒸发的材料，将其转化为快速膨胀的等离子体。同时，俘获介质与靶面之间膨胀的等离子压力以高振幅冲击波的形式进入靶面。当冲击波的幅度超过目标的 Hugoniot 弹性极限 (HEL) 时，材料会随着冲击波的穿透而发生塑性变形，并在目标表面下方产生残余压应力。 † 残余压应力值在表面处或紧接表面下方最高，并随深度而变化。

3.2.激光攻击放大分类：

自从抛丸本身的创造和发明以来，在不同的时期（在传统和现代抛丸）都进行了新的方法和改进。例如，今天，我们有大约六种爆破工艺，其中大多数或多或少都具有独特而重要的优势和局限性。虽然原理没有改变，但激光冲击硬化是根据被处理样品的表面处理和环境温度进行分类的。

根据样品的表面状况，LSP 可分为两类：涂层和未涂层​​ LSP (LPwC)。与传统的涂层 LSP 相比，LPwC 是 Sano 等人报道的最后一种改性 LSP。然而，在这两种情况下，该过程的运行原理和机制是相同的。 LPwC 非常适合难以喷涂不透明层的水下标本。在没有 LPwC 涂层的情况下，激光束直接与固化样品的表面相互作用，导致低烧蚀但整体性能没有变化。与传统的 LSP 相比，LPwC 既便宜又快捷，因为同事不必担心捐赠级别的选择。该工艺在我们实验室也成功应用于钢、铝、钛和合金的高温激光处理。

根据环境温度的不同，LSP可分为三类：低温激光硬化（CLSP）、室温激光硬化（RT-LSP）和高温激光硬化（WLSP）。 WLSP 和 CLSP 过程的机制和原理与 RT-LSP 相同，但温度不同。因为激光放大也会影响材料的机械和微观结构特性，所以术语“样品储存温度”在改变材料特性方面起着重要作用。

材料强度高、成型性好、力学性能稳定（残余应力）一直是行业的要求。高强度材料也是能满足这一要求的纳米晶材料，可以通过强塑性变形获得，但由于纳米晶粒容量低，塑性较低。在间歇载荷下，特别是在高循环试验中，使用 LSP 等方法产生的残余压应力也不稳定。因此，它是开发适用于低温、高温、低和高循环负荷的材料的有前途的材料。 CLSP 通过防止失效恢复（稳定伸长率）和促进高密度伸长率恢复（在可能的情况下，WLSP 捕获移动位错（稳定位错结构）并在极高密度（高变形率）和非常低的温度下产生纳米沉淀）起作用. 报告 CLSP 和 WLSP 的独特特性，需要对 CLSP 和 WLSP 进行进一步研究，以评估这些改进的 LSP 技术的好处。

3.3 重要的 LSP 参数

太阳能收集中最重要的因素是由残余压应力引起的塑性变形所产生的冲击波的压力。在高频通道中使用高功率密度的激光束。这是激光曝光样品机械性能的第一次变化。激光冲击样品的机械和微观结构方面的其他变化（在大多数情况下）取决于残余应力的形成及其特性。因此，许多残余应力主要是直接或间接引起的，它们的性质是可控的。同时应注意残余应力的发生部分取决于先前的热机械循环和材料的微观结构。残余应力的形成取决于 Montross 等人、Gujba 和 Medraj 详细研究的某些参数。在本节中，我们将简要讨论 LSB 最重要的参数。

原则上，可以使用两个主要组件来实现对激光冲击的抵抗：高性能激光系统和透明涂层（存储介质）。透明加载有两种不同的工作方式；首先，它通过样品本身发送脉冲激光束，而不会显着损失激光能量；其次，它通过沿样品表面传播冲击波压力来帮助捕获快速膨胀的激光产生的等离子体。