專利名稱：阻止裂紋的激光震動(dòng)噴丸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以下共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)的相關(guān)主題(代理人案卷號(hào)為13DV-12143)題為“采用低能量激光器的激光震動(dòng)噴丸方法”(“LASER SHOCK PEENING USING LOW ENERGY”)的申請(qǐng)；1994年12月22日申請(qǐng)的第08/362,362號(hào)題為“空中激光震動(dòng)噴丸方法”(“ONTHE FLY LASER SHOCK PEENING”)的申請(qǐng)；題為“激光震動(dòng)噴丸加工的汽輪機(jī)風(fēng)機(jī)葉片邊緣”(“Laser shock peened gas turbine enginefan blade edges”)的第5,591,009號(hào)美國(guó)專利；題為“用于防止裂紋或者使之轉(zhuǎn)向的技術(shù)”(“Technique to prevent or divert cracks”)的第5,569,018號(hào)美國(guó)專利；題為“用于激光震動(dòng)噴丸加工的汽輪機(jī)壓縮機(jī)之葉片邊緣的扭轉(zhuǎn)控制方法”(Distortion control for lasershock peened gas turbine engine compressor blade edges”)的第5,531,570號(hào)美國(guó)專利；題為“用于渦輪機(jī)的激光震動(dòng)噴丸加工的轉(zhuǎn)子元件”(“Laser shock peened rotor components forturbomachinery”)的第5,492,447號(hào)美國(guó)專利；題為“膠帶覆蓋的激光震動(dòng)噴丸方法”(“Adhesive tape covered laser shock peening”)的第5,674,329號(hào)美國(guó)專利；題為“干式條帶覆蓋的激光震動(dòng)噴丸方法”(“Dry tape covered 1aser shock peening”)的第5,674,328號(hào)美國(guó)專利，所有這些申請(qǐng)或者專利都轉(zhuǎn)讓給了本受讓人。
本發(fā)明涉及一種激光震動(dòng)噴丸加工的制品和激光震動(dòng)噴丸加工方法，特別用于生產(chǎn)激光震動(dòng)噴丸加工的阻止裂紋的陣列，所述陣列由不重疊的激光震動(dòng)噴丸加工的間隔點(diǎn)組成，所述點(diǎn)具有由激光震動(dòng)噴丸加工方法所施加的局部殘余壓應(yīng)力。
汽輪機(jī)、特別是飛行器汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子常在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，這會(huì)在葉片上產(chǎn)生高的拉應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力區(qū)域，使得風(fēng)機(jī)葉片更易于受到外部損傷(FOD)。象其它空氣動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象一樣，風(fēng)機(jī)渦流和進(jìn)口壓力變化也會(huì)引起振動(dòng)。FOD會(huì)引起裂口或者裂紋，而且在風(fēng)機(jī)葉片翼的導(dǎo)邊和尾邊中產(chǎn)生應(yīng)力集中。這些裂口或者裂紋會(huì)變成高應(yīng)力集中源或者使應(yīng)力增大，并且由于振動(dòng)應(yīng)力產(chǎn)生的高循環(huán)疲勞(HCF)作用，會(huì)極大地限制這些葉片的壽命。
因此，極希望設(shè)計(jì)和制造一種更長(zhǎng)壽命的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)葉片以及其它硬金屬部件，使之能更好地抵抗低或者高的循環(huán)疲勞作用，并比現(xiàn)在的部件更能阻礙裂紋。上述作為參考的美國(guó)專利申請(qǐng)直接針對(duì)這一目的。它們提供了一種風(fēng)機(jī)葉片的翼，該翼具有深度殘余壓應(yīng)力的連續(xù)或者空間區(qū)域，所述壓應(yīng)力由激光震動(dòng)噴丸方法形成且至少存在于風(fēng)機(jī)葉片等制品的激光震動(dòng)噴丸加工表面的向內(nèi)延伸的部分。這些區(qū)域由具有激光震動(dòng)噴丸方法所施加的殘余壓應(yīng)力的多個(gè)重疊凸起所構(gòu)成，這些凸起從重疊的激光震動(dòng)噴丸加工的圓或者點(diǎn)向內(nèi)延伸。
由本發(fā)明的激光震動(dòng)噴丸方法所施加的深度殘余壓應(yīng)力并不與具有局部彈回殘余壓應(yīng)力的工件表面層區(qū)域相干涉，所述局部彈回殘余壓應(yīng)力是由采用激光束的硬化加工所造成的，利用所述激光束進(jìn)行局部加熱并從而硬化工件，例如象題為“用于修正或者矯直工件的方法和裝置”(“Method and apparatus for truing or straighteningout of true work pieces”)的美國(guó)專利第5,235,838號(hào)所公開(kāi)的那樣。已有技術(shù)教導(dǎo)了采用高功率脈沖激光器產(chǎn)生多次輻射脈沖和大約1cm直徑的大激光點(diǎn)(laser spot)，以便在工件表面產(chǎn)生震動(dòng)波，這就象上述參考專利申請(qǐng)和題為“改變材料性能”(“Altering MaterialProperties”)的第3,850,698號(hào)美國(guó)專利、題為“激光震動(dòng)加工方法”(“Laser shock processing”)的第4,401,477號(hào)美國(guó)專利以及題為“材料性能”(“Material Properties”)的第5,131,957號(hào)美國(guó)專利所公開(kāi)的那樣。應(yīng)該理解到，本領(lǐng)域已知且在此所采用的激光震動(dòng)噴丸加工指的是使用來(lái)自激光束源的激光束，以便在一部分表面上的連續(xù)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生具有強(qiáng)殘余壓應(yīng)力的連續(xù)區(qū)域。該區(qū)域是三維的，由從重疊的激光震動(dòng)噴丸的圓或者點(diǎn)向內(nèi)延伸的各個(gè)凸起聚合而成。激光噴丸方法已用于在工件的外表面形成壓應(yīng)力保護(hù)層，已知這可以明顯地增強(qiáng)工件對(duì)疲勞失效的抵抗力，正如題為“激光噴丸系統(tǒng)和方法”(“Laser Peening System and Method”)的第4,937,421號(hào)美國(guó)專利所公開(kāi)的那樣。激光震動(dòng)噴丸加工的制造費(fèi)用應(yīng)重點(diǎn)考慮，因?yàn)槌跏假M(fèi)用和工作費(fèi)用可能十分昂貴。象本發(fā)明一樣，公開(kāi)在上述專利08/362,362中的用于激光震動(dòng)噴丸加工的“空中”激光震動(dòng)噴丸加工方法設(shè)計(jì)成節(jié)約費(fèi)用的形式。已有技術(shù)教導(dǎo)了采用直徑數(shù)值約為1cm或者更大的大激光點(diǎn)以及高功率激光器。制造商在不停地尋找能夠減少時(shí)間、費(fèi)用以及加工復(fù)雜性的方法。(代理人案卷號(hào)為13-12143的)題為“使用低能量激光器的激光震動(dòng)噴丸加工方法”(“Lasershock peening using low energy laser”)共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種采用低能量激光束的激光震動(dòng)噴丸加工方法，所述能量數(shù)值約為3-10焦耳，最好在3-7焦耳的范圍內(nèi)，其激光束點(diǎn)的直徑約為1mm，該方法直接用于減少時(shí)間、費(fèi)用和激光震動(dòng)噴丸工藝的復(fù)雜性?？傁Ｍ茉O(shè)計(jì)出一種技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)這種節(jié)約，本發(fā)明的目的即針對(duì)于此。
本發(fā)明提供了一種金屬制品，在該制品的至少一部分上具有至少一個(gè)激光震動(dòng)噴丸加工的表面和多個(gè)空間上相隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起，這些凸起從所述激光振動(dòng)噴丸表面向制品內(nèi)延伸，其中凸起具有由激光震動(dòng)噴丸方法(LSP)施加的深度殘余壓應(yīng)力。本發(fā)明還包括位于表面上的相隔開(kāi)的圓形激光束點(diǎn)，激光震動(dòng)噴丸加工的凸起從所述表面上延伸進(jìn)所述制品，使得所述那些點(diǎn)不重疊。這些凸起通常在從所述點(diǎn)向內(nèi)延伸的方向上具有減小的橫截面積。所述多個(gè)凸起最好包括至少一個(gè)凸起陣列，這一陣列帶有等距間隔的圓形激光束點(diǎn)。
本發(fā)明包括一種用激光震動(dòng)噴丸工藝加工硬金屬制品的方法，即采用帶有足夠能量的激光束向制品至少一部分上的激光震動(dòng)噴丸表面的不同點(diǎn)發(fā)射，以在激光束點(diǎn)周圍的表面上使材料汽化，所述點(diǎn)由激光束打在表面上的點(diǎn)形成；使水簾在表面上流動(dòng)，所述表面是激光束發(fā)射的表面；發(fā)射激光束，以形成多個(gè)空間上相隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起，這些凸起從點(diǎn)向制品內(nèi)延伸，使得這些凸起具有由發(fā)射激光束產(chǎn)生的深度殘余壓應(yīng)力。該表面可以首先涂覆有激光束能使之汽化的燒蝕材料。該方法可以是空中激光震動(dòng)噴丸方法，即還包括連續(xù)地移動(dòng)制品，同時(shí)連續(xù)地發(fā)射靜態(tài)激光束，即在相對(duì)持續(xù)的時(shí)間段內(nèi)重復(fù)發(fā)出脈沖。
本發(fā)明的一個(gè)特定方法采用了低功率激光束，其功率約在3-10焦耳之間并形成直徑約為1mm的激光束點(diǎn)。每一脈沖的瞬時(shí)曲線可具有約20到30毫微秒的持續(xù)時(shí)間段以及少于約10毫微秒的升躍時(shí)間。在本發(fā)明的還一個(gè)特定實(shí)施例中，升躍時(shí)間約為4毫微秒，激光的能量約為3焦耳。
本發(fā)明用于帶有導(dǎo)邊和尾邊的汽輪機(jī)葉片，制品的部分是這兩條邊之一，并且激光震動(dòng)噴丸表面沿著一條邊的至少一部分徑向延伸。
本方法可以包括同時(shí)對(duì)兩個(gè)激光震動(dòng)噴丸加工的表面進(jìn)行激光震動(dòng)噴丸加工，每一表面位于葉片兩側(cè)中的一個(gè)之上；并且連續(xù)地移動(dòng)葉片，同時(shí)向葉片部分上連續(xù)地發(fā)出兩股靜態(tài)激光束。該實(shí)施例還包括使用激光束以便汽化所述部件部分的兩個(gè)表面上的材料，使脈沖環(huán)繞激光束點(diǎn)，所述激光束點(diǎn)是由激光束打在表面上形成的，這樣形成了具有從激光震動(dòng)噴丸表面向葉片內(nèi)延伸的深度殘余壓應(yīng)力的凸起；使水簾在表面上流動(dòng)，同時(shí)移動(dòng)葉片，其中所述表面是激光束發(fā)射的表面。該葉片可以線性移動(dòng)，以產(chǎn)生至少一列不重疊的等距間隔開(kāi)的圓形激光束點(diǎn)，所述點(diǎn)等距間隔開(kāi)且中心位置線性對(duì)齊。該葉片還可以進(jìn)一步移動(dòng)，并且發(fā)射激光束，以生產(chǎn)出多于一列的圓形激光束點(diǎn)，所述激光束點(diǎn)具有大致相等的間距且中心位置線性對(duì)齊，而且相鄰列上的點(diǎn)不重疊。可以發(fā)射激光束并且移動(dòng)葉片，使得相鄰列上相鄰點(diǎn)的中心位置在中心位置沿其線性對(duì)齊的直線方向上相互偏離大致相等的距離。可以使用激發(fā)式(Excimer)激光器，它采用能夠在紫外線區(qū)域發(fā)射激光的氣態(tài)介質(zhì)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)不必對(duì)整個(gè)表面進(jìn)行完全的激光震動(dòng)噴丸加工以保護(hù)表面下的區(qū)域不因?yàn)槠诹鸭y而產(chǎn)生失效。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用比已有技術(shù)少得多的激光震動(dòng)噴丸處理就能在初始裂紋可能引起疲勞裂紋失效之前更有效地阻止了初始裂紋。本發(fā)明的諸多優(yōu)點(diǎn)之一是一種更快并且更有效的方法，使在高拉應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力區(qū)域工作的汽輪機(jī)部件、特別是葉片一部分上的激光震動(dòng)加工表面更能經(jīng)受由于風(fēng)機(jī)葉片導(dǎo)邊和尾邊中的缺口和裂紋引起的疲勞失效，并具有比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)葉片更長(zhǎng)的壽命。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的激光震動(dòng)噴丸加工生產(chǎn)線可以更廉價(jià)地建造，因?yàn)樗栀Y金更少，并且因?yàn)楸景l(fā)明的方法采用了低能量激光器，所以生產(chǎn)線的改進(jìn)、設(shè)計(jì)和建造的復(fù)雜程度較低。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)葉片能夠以更省錢(qián)的方法制造，從而能在不增加導(dǎo)邊和尾邊厚度(象傳統(tǒng)葉片一樣)的情況下，制成更經(jīng)濟(jì)且具有可接受壽命的翼。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可用廉價(jià)方法重新修整現(xiàn)存的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)葉片，使舊的汽輪機(jī)風(fēng)機(jī)葉片能夠安全和可靠地工作，同時(shí)避免了現(xiàn)在常做的或者需要進(jìn)行的昂貴設(shè)計(jì)或者對(duì)不可靠的風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行頻繁更換的做法。
本發(fā)明的上述方面和其它特征將結(jié)合附圖在下面的描述中進(jìn)行說(shuō)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明方法所述的利用激光震動(dòng)噴丸加工的飛行器氣輪機(jī)風(fēng)機(jī)葉片實(shí)施例的透視示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明所述的另一種飛行器氣輪機(jī)風(fēng)機(jī)葉片的透視示意圖，該葉片上帶有經(jīng)過(guò)激光震動(dòng)噴丸加工的導(dǎo)邊徑向延伸部分。
圖3是沿圖2中線3-3剖開(kāi)的風(fēng)機(jī)葉片的截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例的、從激光震動(dòng)噴丸加工表面上的激光震動(dòng)噴丸加工后的圓點(diǎn)向內(nèi)延伸的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起的透視示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例的、在空間上相隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸加工后的凸起的特定圖案示意圖；圖6是圖5中激光震動(dòng)噴丸加工的圓點(diǎn)的俯視圖。
圖6A是圍繞圖6中兩個(gè)激光震動(dòng)圓點(diǎn)的應(yīng)力區(qū)域的示意圖。
圖7是圖1中被噴涂并安裝在激光震動(dòng)噴丸系統(tǒng)中的葉片透視示意圖，表示了本發(fā)明的方法。
圖8是圖7所示裝置的局部截面和局部示意圖。
如圖1、2和3所示，風(fēng)機(jī)葉片8帶有用鈦合金制成的翼34，它們從葉片平臺(tái)36徑向向外延伸到葉片頂端38。這是那種硬質(zhì)金屬部件和材料的典型代表，即本發(fā)明要改進(jìn)的制品和方法。風(fēng)機(jī)葉片8包括一個(gè)向內(nèi)沿徑向延伸的根部40，它從平臺(tái)36延伸到根部40的徑向向內(nèi)延伸端37。根部40的沿徑向向內(nèi)延伸端37是一個(gè)葉片根部42，它通過(guò)葉片體44與平臺(tái)36相連。翼34沿弦線方向在導(dǎo)邊LE和翼的尾邊TE之間延伸。在圖2所示的每一葉片橫截面中，翼34的弦線C位于導(dǎo)邊LE和尾邊TE之間。翼34的壓力側(cè)46大致正對(duì)箭頭所示的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，吸入側(cè)48位于翼的另一側(cè)，并且中線ML大致設(shè)置在弦線方向上兩面之間的中間位置。
風(fēng)機(jī)葉片8具有一個(gè)導(dǎo)邊部分50，該部分50沿著翼34的導(dǎo)邊LE從葉片平臺(tái)36向葉片頂部38延伸。導(dǎo)邊部分50具有預(yù)定的第一寬度W1，該導(dǎo)邊部分50圍繞著缺口52，并且沿著翼34的導(dǎo)邊可能產(chǎn)生裂縫。翼34承受明顯的拉應(yīng)力，這是因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片8產(chǎn)生離心力。翼34還承受在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)力，并且缺口52和裂紋作為高循環(huán)次數(shù)的疲勞應(yīng)力的產(chǎn)生原因，在其周圍產(chǎn)生附加的應(yīng)力集中。
為了克服葉片上的某些部分沿可能的裂縫線發(fā)生疲勞失效，所示裂縫線會(huì)從開(kāi)始的裂紋或者微裂紋、缺口和裂痕擴(kuò)張或者發(fā)散，壓力側(cè)46和吸入側(cè)48中至少一個(gè)但最好是兩者都具有激光震動(dòng)噴丸加工的表面54，該表面上具有由預(yù)壓過(guò)的、空間上隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起53組成的陣列56，這可參見(jiàn)圖4-6，該表面具有用本發(fā)明的激光震動(dòng)噴丸(LSP)方法形成的深度殘余壓應(yīng)力。空間上隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起53所形成的陣列56構(gòu)成了“阻止裂紋”(“ripstop”)的效果，即通過(guò)橫向阻止裂紋，完全阻止初始裂紋57穿過(guò)或者圍繞各激光震動(dòng)噴丸加工的凸起而擴(kuò)散。這就不需要為了完全填充和預(yù)壓位于具有擠壓殘余應(yīng)力的激光震動(dòng)噴丸表面下方的制品內(nèi)的整個(gè)區(qū)域而采用激光震動(dòng)噴丸方法加工整個(gè)激光震動(dòng)噴丸表面54。
即使激光噴丸點(diǎn)并不能形成連續(xù)的重疊圖案，本發(fā)明仍能阻止疲勞裂紋，這是因?yàn)閲@鄰近點(diǎn)58的徑向擠壓應(yīng)力的擠壓外部區(qū)域Z延伸到了點(diǎn)圓周P的外面。鄰近點(diǎn)58的徑向擠壓應(yīng)力區(qū)域Z可以象圖中所示的那樣重疊。這在圖6A中表示出來(lái)，它顯示了圖6中陣列56之外的兩個(gè)鄰近的點(diǎn)58。LSP方法擠壓了點(diǎn)58內(nèi)側(cè)的激光震動(dòng)噴丸材料，迫使激光震動(dòng)噴丸材料向外壓靠著周圍的未經(jīng)噴丸的材料，并如圖6A中的A、B和C1位置所示，在點(diǎn)內(nèi)的所有方向上建立了相對(duì)均勻的擠壓區(qū)域。恰好在點(diǎn)58邊界的外部，即在D1、E和F位置上，圓周應(yīng)力變成了拉應(yīng)力，以標(biāo)號(hào)TS和相互遠(yuǎn)離的箭號(hào)所指示，這是為了平衡點(diǎn)內(nèi)的擠壓應(yīng)力，但是在邊界在位置D1、E和F處的徑向應(yīng)力在超過(guò)點(diǎn)的邊界P一定距離處仍保持壓應(yīng)力狀態(tài)。因?yàn)辄c(diǎn)58相互鄰近但不接觸，其間存在區(qū)域Z，區(qū)域Z中的應(yīng)力垂直于增長(zhǎng)的裂紋57，該應(yīng)力在圖示的位置F和G處是壓應(yīng)力狀態(tài)。在LSP點(diǎn)58之間要增長(zhǎng)的任何裂紋57將遇到這一壓應(yīng)力區(qū)域Z并減緩增長(zhǎng)或者受阻。另外，在各點(diǎn)周圍的圓周拉應(yīng)力TS將阻止裂紋從圖6A中的右側(cè)向左側(cè)增長(zhǎng)。如D1和E所示的殘余圓周拉應(yīng)力將吸引裂紋從右側(cè)向左側(cè)生長(zhǎng)，使裂紋路徑折向LSP點(diǎn)的中心。越接近點(diǎn)，這種吸引力越大，直到裂紋到達(dá)點(diǎn)的圓周P處，在該圓周P處，圓周殘余應(yīng)力迅速地從拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力，并且裂紋停止擴(kuò)張。這樣，在每一點(diǎn)周圍的殘余拉應(yīng)力都有助于將任何疲勞裂紋從其通常的路徑偏轉(zhuǎn)到最高壓應(yīng)力區(qū)域，從而使隔開(kāi)的點(diǎn)的效果達(dá)到最佳。
本發(fā)明最好使用低功率激光器，其輸出功率約為3-10焦耳，在圖5和6所示的激光震動(dòng)噴丸表面上產(chǎn)生直徑D約在1mm(0.040英寸)到2mm(0.080英寸)范圍的小直徑激光點(diǎn)58。其結(jié)果是分別產(chǎn)生表面激光能量密度大約400焦耳/cm2到100焦耳/cm2的激光。這就形成了如圖3和5所示的從激光震動(dòng)噴丸表面延伸到翼34的預(yù)應(yīng)力凸起53的陣列56。激光脈沖的瞬時(shí)曲線最好是約20-30毫微(10-9)秒的保持時(shí)間，升躍時(shí)間最好小于約10毫微秒，通常最好是約4毫微秒。已發(fā)現(xiàn)更短的脈沖瞬時(shí)條件能夠增強(qiáng)LSP效果，能夠在元件內(nèi)產(chǎn)生更深的殘余壓應(yīng)力。已經(jīng)證明具有約45毫微秒的持續(xù)時(shí)間和約24毫微秒的導(dǎo)邊升躍時(shí)間的激光脈沖瞬時(shí)曲線能夠達(dá)到滿意效果。對(duì)于實(shí)現(xiàn)LSP來(lái)說(shuō)，這一瞬時(shí)曲線顯得比較長(zhǎng)。
盡管如此，帶有相對(duì)小脈沖瞬時(shí)參數(shù)的低功率激光器仍能產(chǎn)生深入元件的殘余壓應(yīng)力。已經(jīng)測(cè)量出用低功率激光器能夠在試樣中產(chǎn)生0.75mm(0.030英寸)的壓應(yīng)力。這可與射流噴丸極限0.254mm(0.010英寸)和其他情況下報(bào)道的高能量激光器所達(dá)到的接近1.27mm(0.050英寸)的深度相比較。當(dāng)縮短導(dǎo)邊瞬時(shí)升躍時(shí)間并從而縮短了脈沖持續(xù)時(shí)間時(shí)，短促的升躍時(shí)間使得噴射波更快并增加了噴射波能量和最終的壓力，因而低能量激光器的穿透深度能夠得以增強(qiáng)。希望采用3焦耳的激光，并且其升躍時(shí)間是5毫微秒，這能在金屬表面產(chǎn)生超過(guò)1.27mm(0.050英寸)的壓應(yīng)力。
如上文所述，可以采用具有更大功率的更大激光器。最好是帶有導(dǎo)邊部分50的陣列56在弦線方向上共同擴(kuò)展到寬度W1的全部范圍內(nèi)，并且在翼34中足夠深，以阻止在寬度W1的至少一部分內(nèi)可能產(chǎn)生的任何裂紋57。所示的陣列56在徑向上沿導(dǎo)邊LE與導(dǎo)邊部分50共同延伸，但是也可以更短一些。激光束震動(dòng)在陣列56的激光震動(dòng)噴丸凸起53中產(chǎn)生深度殘余壓應(yīng)力，其通常為約50-150KPSI(每平方英寸千磅)，并從激光震動(dòng)表面54延伸到由翼34所代表的制品中約20-50密耳的深度。激光束震動(dòng)引入的深度殘余壓應(yīng)力可以用重復(fù)發(fā)射兩股高能量激光束2的方法產(chǎn)生，每一激光束都相對(duì)于表面54在導(dǎo)邊LE的兩側(cè)產(chǎn)生正負(fù)幾密耳的散焦，在表面54上覆蓋有燒蝕涂層55，例如專利5,674,329和5,674,328中所公開(kāi)的油漆或者條帶。空間上隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸凸起53的陣列56是通過(guò)將激光震動(dòng)噴丸加工的圓點(diǎn)58隔開(kāi)而不是重疊而形成的，如圖5和6所示。
參見(jiàn)圖7和圖8，通過(guò)重復(fù)發(fā)射兩股低能量激光束2產(chǎn)生了激光束震動(dòng)引入的深度殘余壓應(yīng)力，每股激光束都相對(duì)于表面54在導(dǎo)邊LE的兩側(cè)產(chǎn)生正負(fù)幾密耳的散焦，在表面54上覆蓋有燒蝕涂層55。該激光束最好發(fā)射通過(guò)流動(dòng)的水簾，該水簾從帶有涂層的激光震動(dòng)噴丸表面54上流過(guò)。油漆、條帶或者其它燒蝕涂層55被燒蝕，產(chǎn)生等離子體，其導(dǎo)致材料表面產(chǎn)生震動(dòng)波。作為替代油漆的適當(dāng)替換實(shí)施例，也可以采用其它燒蝕材料來(lái)涂覆表面。這些涂覆材料包括金屬箔或者粘貼塑料條帶，如美國(guó)專利5,674,329和5,674,328中所公開(kāi)的那樣。這些震動(dòng)波在流動(dòng)的水簾作用下朝著涂覆表面重新定向，在涂覆表面下方的材料中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的震動(dòng)波(壓力波)。這些震動(dòng)波的幅值和量決定了壓應(yīng)力的深度和密度。所述燒蝕涂層用于保護(hù)目標(biāo)表面，并也產(chǎn)生等離子體。如圖7和8所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，裝置1帶有葉片8，葉片8安裝在通常公知的機(jī)械手27上，所示機(jī)械手27用于連續(xù)地移動(dòng)葉片并將其定位，以形成“空中”激光震動(dòng)噴丸加工。在各導(dǎo)邊LE的壓力側(cè)和吸入側(cè)46和48的激光震動(dòng)噴丸加工表面54上涂覆有燒蝕涂層55。接著，葉片8連續(xù)移動(dòng)，同時(shí)連續(xù)地發(fā)射靜態(tài)激光束2通過(guò)表面54上的流動(dòng)水簾21，并形成隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸圓點(diǎn)58。水簾21由從傳統(tǒng)供應(yīng)水管19末端的傳統(tǒng)水噴嘴23來(lái)供應(yīng)。激光震動(dòng)噴丸裝置1具有傳統(tǒng)的發(fā)生器31和鏡片35，發(fā)生器31帶有振蕩器33和預(yù)放大器39A以及分光器43，所示分光器43將預(yù)放大的激光束分成兩束光路，每一光路分別具有第一和第二放大器39和41，所述鏡片35包括光學(xué)元件，它們將光束2傳遞并聚焦在激光震動(dòng)噴丸表面54上。還可以使用控制器24以調(diào)節(jié)和控制激光束裝置1，使之將激光束2以受控方式發(fā)射到激光震動(dòng)噴丸表面54上。燒蝕涂層材料被流動(dòng)的水簾沖洗掉。
該激光能夠在“空中”順次發(fā)射，使得激光震動(dòng)噴丸表面54能夠以多于一次的涂覆表面和此后對(duì)表面進(jìn)行的激光震動(dòng)噴丸加工來(lái)經(jīng)受激光震動(dòng)噴丸處理，同時(shí)在葉片8的翼34和激光束2之間連續(xù)有效地移動(dòng)，如圖7和圖8所示。在該實(shí)施例中，在翼34移動(dòng)的同時(shí)，朝表面54上連續(xù)發(fā)射激光束2，使得鄰近的激光震動(dòng)噴丸加工的圓點(diǎn)以相間隔開(kāi)的方式受擊，而不是以重疊位置受擊。涂覆加工和激光震動(dòng)噴丸加工的序列操作可以重復(fù)多次，以獲得所需的殘余壓應(yīng)力強(qiáng)度和激光震動(dòng)噴丸凸起53的深度。
圖5和6表示了隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸圓點(diǎn)，其小直徑D在大約1mm(0.040英寸)到2mm(0.080英寸)的范圍內(nèi)，它們對(duì)應(yīng)的中心隔開(kāi)超過(guò)一個(gè)直徑D的長(zhǎng)度，并且各列的中心線隔開(kāi)稍小于一個(gè)直徑D的長(zhǎng)度，使得點(diǎn)58均不重疊。
該方法設(shè)計(jì)成如下形式，即僅使原始或者近乎原始的涂覆區(qū)域被燒蝕，而不在翼的表面上產(chǎn)生任何明顯的瑕點(diǎn)或者破損點(diǎn)。這是為了防止在激光作用下產(chǎn)生小瑕疵或者再次燒蝕點(diǎn)，因?yàn)樵谌~片加工中，激光可能會(huì)產(chǎn)生不期望的空氣動(dòng)力學(xué)作用。為了覆蓋整個(gè)圖案，可能需要重復(fù)幾次這種序列操作，并且在每一發(fā)射激光之間，重復(fù)涂覆激光震動(dòng)噴丸表面54，其中各點(diǎn)58受擊多次。激光發(fā)射過(guò)程可以是多次的激光發(fā)射，或者是在發(fā)射之間有一段時(shí)間的脈沖發(fā)射，后者通常被稱為“重復(fù)發(fā)射”(“rep”)。在重復(fù)發(fā)射期間，零件移動(dòng)，使得下一次脈沖發(fā)射到下一個(gè)激光震動(dòng)噴丸圓點(diǎn)58的位置處。該零件最好連續(xù)移動(dòng)，并且控制時(shí)間，使之到達(dá)脈沖激光束或者發(fā)射激光束的合適位置。這一序列操作可以進(jìn)行一次或者多次重復(fù)，以對(duì)各激光震動(dòng)噴丸圓點(diǎn)58進(jìn)行多于一次的打擊。在每一次發(fā)射激光或者激光脈沖中，也允許采用較小的激光功率。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是風(fēng)機(jī)葉片8，它具有一個(gè)大約11英寸長(zhǎng)的翼，一個(gè)大約3.5英寸的弦線C，一個(gè)沿導(dǎo)邊LE的大約2英寸長(zhǎng)的激光震動(dòng)噴丸表面54。該激光震動(dòng)噴丸表面54大約0.5英寸寬(W1)。本發(fā)明采用了三次涂覆和連續(xù)發(fā)射激光以及葉片移動(dòng)的序列操作。在重復(fù)循環(huán)中，向點(diǎn)58發(fā)射激光，所述點(diǎn)58位于未被燒蝕的涂覆表面上，這些表面在每一次序列操作之間都需要重復(fù)涂覆。每一點(diǎn)58都受擊三次，因此采用三次序列操作以用于激光震動(dòng)噴丸表面54的總共三次的涂覆和再涂覆。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的次數(shù)相對(duì)較少，因?yàn)樵谝延屑夹g(shù)中，在仍舊擊打原始材料的情況下，為了形成連續(xù)的激光震動(dòng)噴丸區(qū)域，四個(gè)不同的序列操作必須使用三次，這就需要十二次涂覆和再涂覆。
激光震動(dòng)噴丸過(guò)程開(kāi)始于第一次涂覆表面54和進(jìn)行激光震動(dòng)噴丸加工，在第一次序列操作中，每個(gè)點(diǎn)都被激光震動(dòng)噴丸加工一次，最好是使用空中加工方法，其中葉片連續(xù)移動(dòng)，并且激光束連續(xù)發(fā)射或者發(fā)出脈沖。通過(guò)控制時(shí)間，使零件以給定的順序在鄰近的激光震動(dòng)噴丸點(diǎn)之間移動(dòng)。該時(shí)間段與發(fā)射到葉片上的連續(xù)激光脈沖之間的重復(fù)間隔相一致。重疊的激光震動(dòng)噴丸加工的圓點(diǎn)58組成的所有列均包括依次間隔開(kāi)一定距離的點(diǎn)，使得相同序列操作的其它激光震動(dòng)噴丸加工的圓點(diǎn)并不影響其周圍的涂覆。在發(fā)射激光之間，被激光震動(dòng)噴丸加工的激光震動(dòng)噴丸表面54的整個(gè)區(qū)域都被涂覆。再次涂覆的步驟避免了任何激光震動(dòng)噴丸表面的裸露金屬直接被激光束擊打。還發(fā)現(xiàn)最好對(duì)每一點(diǎn)58進(jìn)行3次或者更多次的激光震動(dòng)噴丸處理。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以在使用空中激光震動(dòng)噴丸加工的方法中，無(wú)需任何涂覆就可以對(duì)零部件進(jìn)行激光震動(dòng)噴丸加工，因?yàn)椴贿M(jìn)行再次涂覆，所以這會(huì)節(jié)約大量時(shí)間。另外，由于經(jīng)常希望對(duì)每一表面進(jìn)行多次激光震動(dòng)噴丸加工，特別是進(jìn)行三次加工，所以在不進(jìn)行任何涂覆而進(jìn)行激光震動(dòng)噴丸加工的情況下，能夠減少對(duì)表面的涂覆量。產(chǎn)生的等離子體由葉片或者其零件自身的金屬合金材料構(gòu)成。在這種情況下，在該過(guò)程的激光震動(dòng)噴丸加工或者脈沖加工完成之后，激光震動(dòng)噴丸加工的表面上會(huì)留下再次熔化體。這種再次熔化體通常由許多公知方法中的任何一種加以去除，例如通過(guò)以機(jī)械或者化學(xué)方法去除涂層。在空中激光震動(dòng)噴丸加工中的非涂覆零件的用途將取決于零件的厚度，并且必須對(duì)薄翼的導(dǎo)邊和尾邊給予特別的注意。應(yīng)該注意到等離子體和沒(méi)有涂層的金屬合金再次硬化并形成了公知的再次熔化體，因此需要用任一種公知的方式將其去除。
再仔細(xì)參見(jiàn)圖2-3，本發(fā)明包括對(duì)風(fēng)機(jī)葉片8的導(dǎo)邊LE或者尾邊TE部分之一或者這兩部分進(jìn)行激光震動(dòng)噴丸加工，以生產(chǎn)激光震動(dòng)噴丸加工的表面54和由具有上述激光震動(dòng)噴丸方法(LSP)產(chǎn)生的深度殘余壓應(yīng)力的被預(yù)加應(yīng)力且在空間上隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸凸起53所構(gòu)成的相應(yīng)陣列56。該激光震動(dòng)表面和位于尾邊TE部分上的相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力區(qū)域與上述導(dǎo)邊LE部分的構(gòu)成形式相同。導(dǎo)邊LE上的缺口可大于尾邊TE上的缺口，因此，導(dǎo)邊部分50的第一寬度W1可大于尾邊部分70的第二寬度W2，所示尾邊部分70也可以受激光震動(dòng)噴丸加工。作為一個(gè)實(shí)施例，W1可以約為0.5英寸，而W2可以約為0.25英寸。再次參見(jiàn)圖2A，希望僅對(duì)LE到TE中的L1部分、而不是對(duì)圖2所示的整個(gè)長(zhǎng)度進(jìn)行激光震動(dòng)噴丸。
圖2A表示了本發(fā)明，它用在了預(yù)加應(yīng)力且在空間上隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸凸起53的陣列56的部分導(dǎo)邊長(zhǎng)度L1上，所述陣列56分布在導(dǎo)邊LE的激光震動(dòng)噴丸加工表面的長(zhǎng)度L1上，其通常與預(yù)定的節(jié)線59對(duì)中，所述節(jié)線59與導(dǎo)邊LE相交。節(jié)線59最好是由于振動(dòng)應(yīng)力作用導(dǎo)致的主要失效形式之一。這一應(yīng)力可能由葉片彎曲或者扭轉(zhuǎn)時(shí)激發(fā)。這一主要失效形式并不總是最大的應(yīng)力形式，而可能是低應(yīng)力形式，或者是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間長(zhǎng)期存在的組合形式。作為一個(gè)實(shí)施例，圖2A所示的預(yù)定節(jié)線59是根據(jù)第一彎曲方式作出的。在這種方式下，導(dǎo)邊LE這一區(qū)域上的缺口52最有可能使葉片在共振作用下失效。另外，作為實(shí)施例，激光震動(dòng)噴丸表面長(zhǎng)度L1是導(dǎo)邊的局部長(zhǎng)度，并且包括位于陣列56中的預(yù)應(yīng)力激光震動(dòng)噴丸凸起53，所述陣列56可以沿導(dǎo)邊LE延伸風(fēng)機(jī)葉片從頂端38到平臺(tái)36的長(zhǎng)度的20％。
本發(fā)明使用比已公開(kāi)技術(shù)能量更低的激光束，這些激光束可以用不同的激光材料產(chǎn)生，例如攙有釔鋁石榴柘的釹(Nd:YAG)、Nd:YLF和其它材料。這些低能量激光器的優(yōu)點(diǎn)是它們能以明顯更高的頻率發(fā)出脈沖，即每秒鐘發(fā)出多次脈沖，而且它們都是能夠從供應(yīng)商那里得到的現(xiàn)成激光器。
實(shí)施例對(duì)于可比較的200焦耳/cm2的表面能量密度，一個(gè)50J的高能量激光器每4秒鐘產(chǎn)生一個(gè)脈沖，并且每一脈沖覆蓋0.25cm2的區(qū)域。一個(gè)3焦耳的低能量激光器，例如本發(fā)明的激光器，每秒鐘可產(chǎn)生10個(gè)脈沖并覆蓋0.015cm2的區(qū)域。結(jié)果是區(qū)域面積比高能量脈沖縮小了16.7倍，但是3焦耳的低能量激光器的脈沖頻率是高能量激光器的40倍。凈效果是如果使用低能量激光器，在激光震動(dòng)噴丸加工的給定時(shí)間段內(nèi)，整個(gè)覆蓋面積提高了2.4倍。
一種特別有用的激光器是激發(fā)式激光器，它使用能夠在紫外線區(qū)段中產(chǎn)生激光的氣態(tài)介質(zhì)。這些激光器傳送毫微秒的脈沖并且當(dāng)前每一脈沖都接近10J，并在激光震動(dòng)噴丸表面上的小型或者中型點(diǎn)上產(chǎn)生明顯的沖擊。另外，紫外線輻射與硬的飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)合金之間的相互作用降低了熱傳遞，并且與燒蝕工藝類似，即通過(guò)熔化和蒸發(fā)從柵格結(jié)構(gòu)上去除材料。這一特征在激光震動(dòng)噴丸方法中是很明顯的，即表面損傷(熔化和再次固化)不僅是能夠遠(yuǎn)離由激光震動(dòng)噴丸方法所形成的任何改進(jìn)特征。該紫外線輻射可以減少或者消除對(duì)外部涂層的需要，以保護(hù)目前認(rèn)為在Nd玻璃激光震動(dòng)噴丸加工中所需的表面。
使用低能量激光器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們通常是更耐用的工業(yè)工具。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于低能量燈源激光器，其維護(hù)周期可超過(guò)一百萬(wàn)次脈沖，并能接近幾千萬(wàn)次脈沖。而一般的高能量激光器的維護(hù)周期約為幾萬(wàn)次發(fā)射，并能夠接近5萬(wàn)次發(fā)射。這樣，與高能量激光器的5萬(wàn)次脈沖維護(hù)周期相比，低能量激光器所需的脈沖次數(shù)是其16.7倍，其保守的維護(hù)周期是1千萬(wàn)次脈沖，低能量激光器與高能量激光器相比需要十分之一的維修。
很難用比例來(lái)衡量的低能量激光器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是關(guān)于系統(tǒng)的復(fù)雜性。低能量激光器具有三個(gè)或者四個(gè)小激光頭，6或者8個(gè)閃光燈以及相對(duì)較小的動(dòng)力源。而高能量激光器可能具有最少五個(gè)激光頭，其中四個(gè)相對(duì)較大，還具有相應(yīng)的大動(dòng)力源以及10到18個(gè)閃光燈。一些在別處公開(kāi)的高能量激光器具有14個(gè)激光頭、10個(gè)大動(dòng)力源以及超過(guò)40個(gè)閃光燈(在任何一種激光器系統(tǒng)中都是高維修率部件)。任何激光加工都取決于該系統(tǒng)中所有部件的成功工作頭、燈、動(dòng)力源和控制器。與復(fù)雜性較低的低能量激光器相比，高能量激光器中的全部耐磨損件數(shù)目和產(chǎn)生大量元素所需的大量脈沖數(shù)目使得高能量激光器的可靠性得不到保證。
低能量激光器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)涉及費(fèi)用和供應(yīng)情況。低能量激光器能夠從多個(gè)供應(yīng)商那里在大約90天內(nèi)獲得，花費(fèi)大約$100,000。一般的LSP系統(tǒng)需要兩個(gè)低能量激光器，總價(jià)格是$200,000。而高能量激光器的價(jià)格超過(guò)$1,000,000并可能接近$4,000,000，而且需要多于6個(gè)月、有時(shí)是一年的時(shí)間才能獲得。作為特殊設(shè)計(jì)，高能量激光器需要特定的備件，這些備件也需要很長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間并且價(jià)格昂貴。
盡管為了解釋本發(fā)明的原理對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例作了詳盡描述，但是應(yīng)該理解到，在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所述的范圍內(nèi)，可以對(duì)最佳實(shí)施例做出變形或者替換形式。
權(quán)利要求
1．一種金屬制品，包括位于該制品的至少一部分上的至少一個(gè)激光震動(dòng)噴丸加工的表面，多個(gè)空間上相隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起，這些凸起從所述激光震動(dòng)噴丸表面向制品內(nèi)延伸，以及所述凸起具有由激光震動(dòng)噴丸方法(LSP)施加的深度殘余壓應(yīng)力。
2．如權(quán)利要求1所述的制品，還包括位于所述表面上的相隔開(kāi)的圓形激光束點(diǎn)，激光震動(dòng)噴丸加工的凸起從所述表面延伸進(jìn)入所述制品，且所述那些點(diǎn)不重疊。
3．如權(quán)利要求2所述的制品，其特征在于，所述凸起在從所述點(diǎn)向內(nèi)延伸的方向上具有減小的橫截面積。
4．如權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，所述多個(gè)凸起包括至少一個(gè)凸起陣列，這一陣列帶有等距間隔開(kāi)的圓形激光束點(diǎn)。
5．一種用激光震動(dòng)噴丸工藝加工硬金屬制品的方法，所述方法包括以下步驟向制品的至少一部分上的激光震動(dòng)噴丸表面的不同點(diǎn)發(fā)射激光束，采用帶有足夠能量的激光束，以便在激光束點(diǎn)周圍的表面上使材料汽化，所述點(diǎn)由激光束打在表面上的點(diǎn)來(lái)形成，使水簾在表面上流動(dòng)，所述表面是激光束發(fā)射的表面，以及發(fā)射激光束，形成多個(gè)空間上相隔開(kāi)的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起，這些凸起從所述點(diǎn)向制品內(nèi)延伸，使得這些凸起具有由發(fā)射激光束產(chǎn)生的深度殘余壓應(yīng)力。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該表面涂覆有激光束能使之汽化的燒蝕材料。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)凸起最好包括至少一個(gè)從等距間隔開(kāi)的圓形激光束點(diǎn)向制品內(nèi)延伸的凸起陣列。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該方法是空中激光震動(dòng)噴丸方法，還包括連續(xù)地移動(dòng)制品，同時(shí)連續(xù)地發(fā)射靜態(tài)激光束，所述激光束在相對(duì)持續(xù)的時(shí)間段內(nèi)重復(fù)發(fā)出脈沖。
9．如權(quán)利要求6所述的方法，還包括采用了約在3-10焦耳之間的低功率激光束，并形成直徑約為1mm的激光束點(diǎn)。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，還包括采用了持續(xù)時(shí)間段約為20到30毫微秒且升躍時(shí)間少于10毫微秒的每一脈沖的瞬時(shí)曲線。
11．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，升躍時(shí)間約為4毫微秒，激光的能量約為3焦耳。
12．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，制品是帶有導(dǎo)邊和尾邊的汽輪機(jī)葉片，制品的部分是這兩條邊之一，并且激光震動(dòng)噴丸表面沿著一條邊的至少一部分徑向延伸。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，還包括同時(shí)對(duì)兩個(gè)激光震動(dòng)噴丸加工的表面進(jìn)行激光震動(dòng)噴丸加工，每一表面是葉片兩側(cè)之一，連續(xù)地移動(dòng)葉片，同時(shí)向葉片部分上連續(xù)地發(fā)出兩股靜態(tài)激光束，使用激光束以便汽化葉片部分的兩個(gè)表面上的材料，讓脈沖環(huán)繞激光束點(diǎn)，所述激光束點(diǎn)是由激光束打在表面上形成的，由此形成具有從激光震動(dòng)噴丸表面向葉片內(nèi)延伸的深度殘余壓應(yīng)力的凸起，以及使水簾在表面上流動(dòng)，同時(shí)移動(dòng)葉片，所述表面是激光束發(fā)射的表面。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，葉片線性移動(dòng)，以產(chǎn)生至少一列不重疊的等距間隔開(kāi)的圓形激光束點(diǎn)，所述點(diǎn)大體等距間隔且其中心位置線性對(duì)齊。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，葉片移動(dòng)，發(fā)射激光束以產(chǎn)生多于一列的圓形激光束點(diǎn)，所述激光束點(diǎn)具有大致相等的間距且中心位置線性對(duì)齊，而且相鄰列上的點(diǎn)不重疊。
16．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，發(fā)射激光束并且移動(dòng)葉片，使得相鄰列上相鄰點(diǎn)的中心位置在中心位置沿其線性對(duì)齊的直線方向上相互偏離大致相等的距離。
17．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，使用激發(fā)式激光器發(fā)射激光束，所述激光器采用能夠在紫外線區(qū)域發(fā)射激光的氣態(tài)介質(zhì)。
18．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，從攙有釔鋁柘榴石的釹(Nd:YAG)型激光器中發(fā)射激光束。
全文摘要
一種金屬制品以及用激光震動(dòng)噴丸工藝加工硬金屬制品的方法,在該制品的至少一部分上具有至少一個(gè)激光震動(dòng)噴丸加工的表面和多個(gè)空間上相隔的激光震動(dòng)噴丸加工的凸起,該凸起從所述激光振動(dòng)噴丸表面向制品內(nèi)延伸且具有由激光震動(dòng)噴丸方法(LSP)施加的深度殘余壓應(yīng)力,所述激光振動(dòng)噴丸表面上具有間隔開(kāi)的不重疊的圓形激光束點(diǎn),該表面可以首先涂覆有激光束能使之汽化的燒蝕材料,而該方法可以是空中激光震動(dòng)噴丸方法。
文檔編號(hào)C21D10/00GK1220934SQ9812543
公開(kāi)日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1998年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月18日
發(fā)明者T·J·羅克斯特羅, P·K·賴特三世 申請(qǐng)人:通用電氣公司