¡Aumenta la intensidad! Aplicación del láser de estado sólido RFH de nanosegundos en el fortalecimiento de choque láser

Como todos sabemos, una gran cantidad de materiales metálicos se utilizan en la industria aeroespacial, automotriz, barcos transoceánicos, moldes, petroquímicos, médicos y de salud y otros campos. Las piezas de trabajo fabricadas con estos materiales metálicos, especialmente las piezas clave como las palas del motor, los blisks, las vigas de carga, etc. Las altas temperaturas, la alta presión, la alta velocidad, el alto contenido de sal, el alto contenido de ácido y otros entornos operativos hostiles son propensos a la fatiga del metal y la corrosión. , fricción, desgaste, etc., afectando así la vida y seguridad de la pieza de trabajo.

Con la mejora continua de los indicadores de rendimiento de las piezas clave en varios campos y la aparición continua de nuevos materiales, la forja tradicional, la fundición y otras tecnologías tradicionales no han podido satisfacer las necesidades de larga vida útil y alta estabilidad en entornos hostiles. Debido a que la mayor parte de las fallas de los materiales metálicos ocurren en la superficie del material, lo que ha llamado mucho la atención de los trabajadores de materiales, la tecnología de fortalecimiento de la superficie del material se ha desarrollado rápidamente. A través de su investigación, descubrieron que el uso de la tecnología de refuerzo por impacto láser para actuar sobre la superficie del material puede mejorar la resistencia y dureza general del material metálico.

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La tecnología de granallado por láser (Laser Shocking Peening, LSP), también conocida como tecnología de granallado por láser, su principio de funcionamiento es: la superficie de la pieza a tratar se cubre con una capa de absorción opaca y una capa de confinamiento, y el láser es absorbido por la capa de absorción para generar plasma. Bajo el confinamiento de la capa, la explosión del plasma genera una fuerte onda de choque en la superficie del material y se propaga en el material. Una vez finalizada la acción del láser, debido a la reacción de los materiales alrededor del área de impacto, el efecto mecánico es que la superficie del material obtiene una mayor tensión de compresión residual. Participar en la tensión de compresión puede reducir el nivel de tensión de tracción de la carga alterna, mejorando así la resistencia a la fatiga del material. Además, El refuerzo por choque con láser también se puede aplicar a la recuperación de fatiga de materiales metálicos, adecuado para palas de motores aeronáuticos, revestimientos de aeronaves, remaches y otros componentes; pistones de motores automotrices, cilindros y otros componentes y soldaduras de tuberías especiales, etc. Es ampliamente utilizado y no tiene contacto directo, no tiene zona afectada por el calor, fuerte capacidad de control y excelente efecto de fortalecimiento.

Dado que el fortalecimiento del impacto del láser a menudo se logra mediante láseres con alta densidad de potencia (4 ~ 10 GW/cm2) y pulsos cortos (10-30 ns), puede elegir el láser de estado sólido de nanosegundos de grado industrial desarrollado y diseñado por Nanofei Optoelectronics, que emite Luz ultravioleta de 355nm. Láser, la potencia de salida es mayor a 30W, el ancho del pulso es pequeño (menos de 25ns@100kHZ), la zona afectada por el calor es pequeña, la deformación de la pieza de trabajo es pequeña, la calidad del haz es excelente (M2<1.2), la densidad de potencia es alto, y la frecuencia de repetición es de un solo pulso a 500kHz. Los diferentes tipos de necesidades de fortalecimiento de la superficie del láser coinciden con la densidad de potencia, el tiempo de acción y el modo de acción del rayo láser y la superficie del material, y cuando se usa el fortalecimiento del impacto del láser, el tamaño del punto del láser y la posición de enfoque se pueden controlar con precisión. , y este proceso se puede usar de manera flexible para tratar con algunas partes que son difíciles o imposibles de manejar con la tecnología ordinaria. Además, el diseño integrado es especialmente adecuado para entornos de producción industrial, que pueden cumplir con un trabajo ininterrumpido de 7 x 24 horas y maximizar los beneficios económicos.

Debido a la importancia práctica muy importante de la tecnología de fortalecimiento con láser, la perspectiva del mercado es muy amplia. Según un informe de investigación de mercado, en el mercado de tratamiento mecánico de superficies metálicas en mi país en 2020, el tamaño del mercado del fortalecimiento con láser alcanzará los 49 mil millones de yuanes. Sin embargo, esta tecnología avanzada actualmente está controlada principalmente por países con ventajas sobresalientes en campos de fabricación avanzados como Europa y los Estados Unidos, mientras que mi país aún se encuentra en la etapa inicial de desarrollo. Durante el período del "14.° plan quinquenal", los equipos mejorados con láser figuraron como uno de los equipos de alta gama para el desarrollo nacional clave. La fuerte demanda del mercado y la orientación de las políticas nacionales están destinadas a promover aún más la localización de equipos mejorados con láser. A este respecto, el láser de estado sólido de nanosegundos de grado industrial RFH ha mostrado una buena perspectiva de sustitución doméstica. En el futuro, continuará fortaleciendo la investigación de tecnología de aplicación clave de tecnología avanzada de fabricación y fortalecimiento de superficies, y ayudará completamente a los equipos de fortalecimiento de láser domésticos para lograr la sustitución de importaciones.