1.一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于:在葉片主導(dǎo)邊8~10mm的范圍內(nèi)的每一個(gè)點(diǎn)正面和背面采用相同直徑、不同脈沖能量的兩束激光同步進(jìn)行沖擊,且正面激光脈沖能量大于背面激光脈沖能量,其中正面采用的激光功率密度,用來(lái)使整個(gè)激光沖擊光斑區(qū)域產(chǎn)生動(dòng)態(tài)塑性變形,背面采用的激光功率密度用來(lái)抵消正面沖擊光斑中心區(qū)域過大的沖擊波壓力,避免在正面沖擊光斑中心區(qū)域葉片產(chǎn)生宏觀變形,最終達(dá)到最佳的強(qiáng)化效果。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于,具體步驟如下:夾具固定渦輪葉片,以流水作為約束層,其中通過定位裝置,使葉片正面的每一個(gè)沖擊點(diǎn)的激光光斑和對(duì)應(yīng)的葉片反面的每一個(gè)沖擊點(diǎn)的激光光斑處于一條垂直于葉片表面的直線上,通過激光控制系統(tǒng),使葉片正反面的兩束激光能夠同步進(jìn)行沖擊,最終采用兩種不同激光功率密度I1和I2的脈沖激光雙面同步?jīng)_擊渦輪葉片主導(dǎo)邊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于,正反面的峰值壓力分別為P1、P3,正反面光斑邊緣的壓力分別為P2、P4,為使整個(gè)激光沖擊光斑區(qū)域產(chǎn)生動(dòng)態(tài)塑性變形,而光斑中心區(qū)域葉片不產(chǎn)生宏觀變形,滿足P1>2.5σH,2σH≤P1-P3≤2.5σH,P2-P4≥σH;σH為渦輪葉片材料的Hugoniot彈性極限。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于,所述渦輪葉片材料為鋁合金、不銹鋼、鈦合金或鎳基合金;渦輪葉片材料的Hugoniot彈性極限定義為:式中v為材料的泊松比,為動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度。
5.如權(quán)利要求1或2中所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于:激光沖擊路徑為往復(fù)直線型或弓字形;激光光斑為圓形,激光沖擊強(qiáng)化參數(shù)如下:光斑直徑為3mm,脈寬為8-30ns,脈沖能量2-15J,橫向和縱向搭接率均為50%。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于,在渦輪葉片主導(dǎo)邊正面采用激光功率密度I1進(jìn)行搭接激光沖擊強(qiáng)化,其中式中E1為正面沖擊的激光脈沖能量,τ為激光脈寬,d為光斑直徑;而在渦輪葉片主導(dǎo)邊背面采用的激光功率密度I2用來(lái)抵消正面沖擊光斑中心區(qū)域過大的沖擊波壓力,其中式中E2為背面沖擊的激光脈沖能量,τ為激光脈寬,d為光斑直徑。
7.如權(quán)利要求3所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于,根據(jù)圓形光斑高斯分布規(guī)律以及峰值壓力計(jì)算公式,得到正面峰值壓力式中α為等離子體–材料相互作用系數(shù),Z為折合聲阻抗,I1為激光功率密度,正面光斑邊緣壓力式中P1(t)為正面峰值壓力,R為光斑直徑;根據(jù)圓形光斑高斯分布規(guī)律以及峰值壓力計(jì)算公式,得到背面峰值壓力式中α為等離子體–材料相互作用系數(shù),Z為折合聲阻抗,I2為激光功率密度,背面光斑邊緣壓力式中P2(t)為背面峰值壓力,R為光斑直徑,其中E1為正面沖擊的激光脈沖能量,E2為背面沖擊的激光脈沖能量,P1為正面峰值壓力。
8.如權(quán)利要求3所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于,所述α為等離子體–材料相互作用系數(shù),為經(jīng)驗(yàn)系數(shù),取0.1~0.25;其中Z1為靶材的聲阻抗、Z2為約束層的聲阻抗。
9.如權(quán)利要求1中所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于:材料宏觀變形所需的壓力與材料厚度t0和動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度的關(guān)系:式中KF為系數(shù),取1.1,t0為材料的厚度(mm),為材料的動(dòng)態(tài)屈服強(qiáng)度(GPa),d為光斑直徑。
10.如權(quán)利要求1中所述的一種用于渦輪葉片主導(dǎo)邊雙面同步激光沖擊強(qiáng)化的方法,其特征在于:激光光強(qiáng)服從高斯分布,壓力脈沖的時(shí)空分布情況用如下準(zhǔn)高斯公式表示:式中x,y是表面坐標(biāo),R是光斑直徑。