专利名称：连续运动激光冲击硬化的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光冲击硬化(peening)，尤其是涉及在激光冲击硬化期间使激光发射和运动系统同步化的设备和方法。
背景技术：
激光冲击硬化(LSP)或也称作激光冲击处理是通过对物品的表面区域进行激光冲击硬化而产生深层压缩残留应力的区域的方法。激光冲击硬化一般使用来自高低功率脉冲激光的一个或更多辐射脉冲以便在物品表面产生强烈的冲击波，与标题为“Altering MaterialProperties”的美国专利No.3,850,698所披露的方法、标题为“LaserShock Processing”的美国专利No.4,401,477所披露的方法和标题为“Material Properties”的美国专利No.5,131,957所披露的方法相类似。激光冲击硬化，如本领域所理解的和本文所使用的，意思是利用来自激光束源的脉冲激光束以便通过形成等离子体的瞬间烧蚀或汽化表面的薄层或表面的涂层(例如带或涂料)来在激光束的撞击点产生爆炸力来在该表面的一部分产生强烈的局部化的压缩力。
激光冲击硬化被开发用于燃气轮机领域的很多应用中，其中一些被以下的美国专利所公开标题为“On The Fly Laser Shock Peening”的5,736,965号专利；标题为“Laser Shock peened gas turbineengine fan blade edges”的5,591,009号专利；标题为“Distortioncontrol for laser shock peened gas turbine engine compressorblade edges”的5,531,570号专利；标题为“Laser shock peenedrotor components for turbomachinery”的5,492,447号专利；标题为“Adhesive tape covered laser shock peening”的5,674,329号专利；标题为“Dry tape covered laser shock peening”的5,674,328号专利，所以这些专利都被转让给了本受让人。
从大约20到大约50焦耳的高能量激光束或从大约3焦耳到大约10焦耳的低能量激光束已经被使用，其它层次的激光束在考虑之中。例如参考1997年10月7日授权的披露了使用高能量激光进行激光冲击处理的美国专利No.5,674,329(Mannava等)和1999年8月3日授权的披露了使用低能量激光进行激光冲击处理的美国专利No.5,932,120(Mannava等)。低能量激光束可以通过使用不同的激光材料例如钕搀杂的钇铝石榴石(Nd YAG)，NdYLF和其它材料而产生。
为了使用激光冲击硬化覆盖很大的区域，必须进行很多激光发射，因此，期望具有要求激光发射和运动步骤同步化的连续的LSP方法和系统。运动必须在正被激光冲击硬化的工件和激光束之间进行，使得激光在不同位置撞击工件，以便用激光冲击硬化点覆盖待被激光冲击硬化的整个区域。没有同步化，用连续运动进行处理时，激光冲击硬化点从点的一次通过或一层安置到下一次通过或层时的可重复性要求就不能被满足。在一层或一次通过上的激光冲击硬化点必须在以前的层或通过的点之间进行撞击。
激光冲击硬化一般包括将工件移到固定位置，运动停住，发射激光，然后该部件的运动再被启动以便重新定位该工件以便进行下一次激光发射。这种停止和启动运动被重复进行直到完成激光冲击硬化区域或片。美国5,736,965号专利披露了匆忙的激光冲击硬化，它包括使用固定的恒定激光脉冲率和固定供送率运动系统，其产生重叠排的激光束点。较理想的是更准确地定位激光冲击硬化点便于处理一层上的非重叠发射并便于将激光冲击硬化点安置在后面层的已存在的点之间，所述后面层的已存在的点重叠前一层的激光冲击硬化点。
发明内容
连续运动激光冲击硬化设备包括产生激光束以便对工件进行激光冲击硬化的激光单元、可控制地连接到操纵器以便连续移动和定位该工件的运动控制器、调制和发射来自激光单元的激光束的激光控制器。激光发射系统被用于发射来自激光单元的激光束。该运动控制器可操作地连接到激光控制器，以便基于从运动控制器的速度控制器给出的轴位置反馈信息发射激光束。该设备的示例性实施例包括至少一个可操作地设置以便启动激光单元中激光杆的闪光灯。激光控制器具有调制和发射来自激光单元的激光束的第一和第二模式。第一种模式是待机模式，用于在闪光率下使闪光灯闪动而不触发激光束。第二种模式是以激光束脉冲触发和发射激光束的发射模式。激光控制器包括同步装置，该同步装置用于基本在激光束脉冲将被产生时的一个时间同步化被计算机化运动控制器提供给激光界面控制器以发射激光束的激光束脉冲的触发信号和闪光灯闪动的闪光率。
该激光冲击硬化设备的一个示例性实施例包括运动控制器，该运动控制器被可操作地连接到激光控制器上并被编程以便沿操纵器的一个或更多轴按预定间隔发射激光束。该预定间隔是基于由运动控制器产生的并代表沿轴的距离的编码计数。
在该设备另一个更特殊实施例中，激光单元的振荡器包括可操作地设置于前后镜和闪光灯之间的激光杆。光阀被设置于前镜和激光杆之间，Q开关位于激光杆和后镜之间。该Q开关可控制地连接到激光控制器上，以便触发和发射激光束脉冲。
在该设备再一个更特殊可选实施例中，振荡器包括可操作地设置于前后镜和闪光灯之间的激光杆。双Pocel Cell被沿从振荡器引出的光束路径直接设置在振荡器和高速光阀之间。高速光阀和双PocelCell被可控制地连接到激光振荡器。
连续运动激光冲击硬化方法包括用具有振荡器的激光单元将激光束的激光束脉冲发射到工件的激光冲击硬化表面，以通过激光束在激光冲击硬化表面至少单次通过而形成至少第一排激光冲击硬化点。该方法还包括用激光界面控制器调制和控制激光单元以便将激光束发射到激光冲击硬化表面上，用由计算机化运动控制器控制的操纵器连续移动和定位该工件，基于从运动控制器的速度控制器到激光界面控制器的轴位置反馈信息发射激光束脉冲。该方法的另一个特殊实施例包括在触发信号上放置头部，其中该头部使计算机化运动控制器延迟一系列触发信号的至少第一脉冲来发射激光束脉冲。该方法的另一个特殊实施例包括放置启动和停止掩模在片区的远端，其中，被激光冲击硬化的片将被形成在被激光冲击硬化表面上，并在激光束在激光冲击硬化表面上的每次通过时将至少第一个激光束脉冲发射到启动掩模上。
图1是连续运动激光冲击硬化系统的示意图。
图2是图1中所示的激光冲击硬化系统的激光和光学器件的示意图。
图3是图1中所示的激光的操作的图解示图。
图4是图1中所示的激光冲击硬化系统的第一示例性激光振荡器的示意图。
图5是图1中所示的激光冲击硬化系统的第二示例性激光振荡器的示意图。
图6是图1中所示的激光冲击硬化系统中处理工件的侧视图，其具有停止和启动掩模以及示例性激光冲击硬化点的阵列。
图7是处理图1中所示的激光冲击硬化点的序列的示意图。
具体实施例方式
图1和2示出了对物件或工件8进行激光冲击硬化的连续运动激光冲击硬化设备10，该物件或工件8是以安装在多轴计算机数控(CNC)操纵器127中的燃气轮机叶片为例。本文中示出了五轴计算机数控(CNC)操纵器127，其具有图1中分别用X，Y，Z标出的常规平移轴X、Y、Z轴和分别用A、B、C标出的常规第一、第二、第三转动轴A、B、C，这些轴是CNC加工领域中公知的。该操纵器127被用于连续移动和定位所述叶片以提供激光冲击硬化，从而在该工件8和静止激光束2之间提供连续运动。用涂料或带作为烧蚀介质，激光冲击硬化可以以多种不同方式进行(尤其参考名称为“Adhesive TapeCovered Laser Shock Peering”的美国5,674,329号专利)。
该静止激光束2被引向该工件8的激光冲击硬化表面55中的靶区42。该激光冲击硬化设备10包括具有振荡器33的激光单元31、激光界面控制器24和计算机化运动控制器25。该激光界面控制器24被用于调制和控制该激光单元31以便将激光束2发射到被涂层的或未被涂层的激光冲击硬化表面55上。该计算机化运动控制器25被用于控制该操纵器127的运作和移动包括速度和定位。该激光冲击硬化设备10还包括前置放大器47和沿激光束路径66的光束分裂器49。该光束分裂器49将前置放大的激光束供送到两个光束光学传输回路43中。每个所述的光束光学传输回路43包括第一放大器39，第二也是最后的放大器41和光学器件35。该光学器件35包括将激光束2传输和聚焦到激光冲击硬化表面55上的光学元件。
位于靶区42中的激光冲击硬化表面55分别示出在代表工件8的叶片的前边沿LE的压力侧和吸力侧46和48上。该激光冲击硬化表面55被涂覆了如涂料或胶带的烧蚀涂层57，以便形成如美国专利5,674,329和5,674,328中所公开的涂覆表面。该涂层57提供烧蚀介质，在该烧蚀介质上放置例如流水的流体帘21的透明收容介质。在激光冲击硬化期间，该叶片(工件8)被移动，同时静止激光束2穿过由喷水嘴19喷射形成的流水帘21被发射到该激光冲击硬化表面55上。激光冲击硬化过程一般是用于在被激光冲击硬化的表面54上形成重叠的圆形激光冲击硬化点58。
激光束冲击引起的深层压缩残留应力形成在压缩预应力区56中。该压缩残留应力一般是大约50-150 KPSI(每平方英寸千磅)并且从被激光冲击硬化的表面54连续延伸到预应力区中大约20-50密耳的深度。激光束冲击引起的深层压缩残留应力是重复性地发射激光束2产生的，所述激光束相对于激光冲击硬化表面55一般散焦正负几百密耳。
激光单元31被更详细地示出在图2中。该激光单元31中的振荡器33只有单一的激光杆36。该示例性的振荡器33是常规的脉冲YAG自由运行振荡器。这种振荡器的一个实例是Convergent-Prima P50和其它主要用于钻孔的YAG激光器。这些激光器在1到100赫兹以上，在从几百微秒到一毫秒以上的脉冲宽度，产生1到50焦耳。它们可以从几个经销商例如Trumpf，Rofin Sinar，Lasag和JK那里购买到。该激光器可以以多种方式与小于500瓦并且一般小于200瓦的平均功率(例如，重复率x能量/脉冲)相结合的参数进行运作。该自由运行YAG激光振荡器33由一对启动激光杆36的闪光灯70驱动。
连续运动激光冲击硬化设备10通过连续移动工件8提供连续的激光冲击硬化，同时激光界面控制器24调制和启动激光束设备，该激光束设备将激光束2的明显的激光束脉冲77引导到工件上精确控制位置处的被涂覆的激光冲击硬化表面55上。激光发射系统125被用于从激光单元31发射激光束2并包括运动控制器25，该运动控制器25可操作地连接到激光控制器24以便基于从运动控制器25的速度控制器129给出的轴向位置反馈信息发射激光束2。
图4示出了该激光发射系统125的第一示例性实施例，它包括至少一个可操作地设置以便启动激光单元31中激光杆36的闪光灯70。激光控制器24具有如图3示出的调制和发射来自激光单元31的激光束2的第一和第二模式。第一种模式是待机模式，用于在激光灯频率或闪光率73下使闪光灯70闪动，而不触发激光束2。一个示例性闪光灯频率或闪光率73大约在10赫兹，即，每秒10个周期或重复。在该待机模式中，该激光器维持热稳定。但是，激光器因为缺少由激光控制器24向振荡器的Q开关99发送的脉冲触发信号93不会产生激光束脉冲77形式的激光束2。该振荡器Q开关99被示例为Pocel Cell。
第二种模式是发射激光束脉冲77的发射模式。触发信号93由计算机化运动控制器25提供给激光界面控制器24以便在发射模式期间在准确的时间开始发射激光束2的激光束脉冲77。触发信号93包括一系列触发脉冲173，该触发脉冲173具有一般与闪光灯频率或闪光率73相匹配的触发频率95。这将产生在闪光灯频率或闪光率73下如图1、6和7所示的一次通过或沿一排的相等间隔的激光冲击硬化点58。
图7示出了在被激光冲击硬化的表面54上的分别具有第一、第二、第三排R1、R2、R3激光冲击硬化点58的激光冲击硬化片53。第一、第二、第三排R1、R2、R3中的每排是在第一和第二序列1和2中每个序列中分别进行第一、第二、第三次通过形成。在序列之一期间排之一中的所有激光冲击硬化点58是激光束2在被激光冲击硬化的表面54上单次通过而形成。
在此所示的示例性连续运动激光冲击硬化方法中，每一序列中每一次通过形成一排间隔开的不重叠的激光冲击硬化点58，即，序列1的第一排R1中的激光冲击硬化点58。在任何一排中的重叠的激光冲击硬化点58的图案是通过不同序列的不同通过形成的。在此所示的示例性连续运动激光冲击硬化方法中，重叠的激光冲击硬化点58的第一、第二、第三排R1、R2、R3是在第一和第二序列1和2中每个序列中分别进行第一、第二、第三次通过形成。每排重叠的激光冲击硬化点58是两次通过形成但是可以通过更多通过形成。
排数、序列数、排的层数(沿每一排的多次通过)、一排或不同排中相邻激光冲击硬化点之间的重叠60的数目都可以有所不同。本文示出的示例性激光冲击硬化片53中激光冲击硬化点58的图案有三排，其中每排例如R2排中的激光冲击硬化点58的相邻的激光冲击硬化点58重叠大约30％但是不重叠相邻排例如R1和R3排中的激光冲击硬化点58。在激光冲击硬化片53中的激光冲击硬化点58的图案的多种变形是可以的，并且很多变形在本领域是公知的了。激光冲击硬化点58的图案也可以可选地包括相邻排中的激光冲击硬化点58可以重叠或者每排中的激光冲击硬化点58的相邻激光冲击硬化点58和相邻排中的相邻激光冲击硬化点58可以重叠。公知的是10％到50％的重叠60被用于激光冲击硬化。提供具有一排或多排非重叠激光冲击硬化点58的激光冲击硬化片也是适宜的，例如象名称为“Ripstop LaserShock Peering”的美国专利6,159,619中公开的那样。
每个激光冲击硬化点58是由单一的激光束脉冲77形成，该单一的激光脉冲77是在触发频率95下基于触发信号93的触发脉冲173被发射的，该触发频率95一般与闪光灯频率或闪光率73相匹配。该触发频率95与被操纵器127所保持和计算机化运动控制器25所控制的工件8的被激光冲击硬化的表面54的供送速度也有关系。
激光控制器24被编程以便提供同步装置27，该同步装置27用于基本在激光束脉冲77如图3所示被产生时基本在一个时间使触发信号93和激光灯闪光率73同步。该触发信号93基于运动控制器对工件的定位。本文中示例性的运动控制器25提供TTL信号(晶体管逻辑信号)，也被称作运动控制信号。作为触发信号93使用的运动控制信号表明工件的定位，从而表明激光束2在工件上的相对位置。在发射的时候(即，触发信号93被计算机化运动控制器25向激光界面控制器24发射的时间)，激光灯闪光率73和该触发信号93(即，TTL信号)被同步化。
示例性的激光单元31表示的是一个具有额定功率一般在2.5至5焦耳(J)范围内的低功率激光器。其它合适的低功率范围包括0.5至10J。本文所示的连续激光冲击硬化方法包括直径D在0.5至3毫米范围内的激光冲击硬化点58。本文中所用的示例性激光单元功率为4J并且激光冲击硬化点58具有大约1.85毫米至1.95毫米的直径D。
当激光控制器24从运动控制器25接收10赫兹的触发信号93的第一脉冲112时，它使激光灯闪光率73和触发信号93同步化并切换到第二种模式或发射模式，以便发射激光束脉冲77。此时，激光灯闪光率73和从激光控制器24发出的触发信号93将被同步化。这在图3中是通过闪光灯闪光率73的波形拖长(stutter)110显示的，以使其与触发信号93同步。激光器可能不会为触发信号93的第一脉冲112(或更多)产生理想的激光束脉冲77，取决于触发信号93何时相对于闪光灯闪光率73被接收。该第一脉冲112，或如果需要，有更多的脉冲，被用作触发信号93的头部111，以便允许有足够的时间使激光灯闪光率73和触发信号93同步。激光控制器24或运动控制器25被编程，以便通过把触发脉冲从激光控制器24发射到如图4所示的用作振荡器Q开关99的激光触发机构上在头部111后的第二脉冲113(或更高数量的脉冲)开始发射激光束脉冲77。头部111导致激光控制器延迟一系列114触发信号93的至少第一脉冲112来发射激光束脉冲77。当从运动控制器25来的该系列114触发信号93结束(每一次通过一个)时，激光器返回到待机模式。每一排激光冲击硬化点的每一次通过相应于一系列触发信号93。
本文示出了用于触发激光束脉冲77的两个示例性激光触发机构。第一个示例性激光触发机构124示出于图4中。激光单元31的振荡器33包括可操作地设置于前后镜137和139和闪光灯70之间的激光杆36。光阀149被设置于前镜137和激光杆36之间，Q开关99用作第一示例性激光触发机构124位于激光杆36和后镜139之间。该Q开关99和光阀149可控制地连接到激光控制器24上。激光控制器24向振荡器Q开关99发送触发脉冲173，以便发射激光束脉冲77。
图5示出了第二个示例性激光触发机构144。图5中的振荡器33包括可操作地设置于前后镜137和139和闪光灯70之间的激光杆36。以双Pocel Cell 181形式的限幅器沿激光束路径66被设置在振荡器33外部高速光阀151之间。该第二个示例性激光触发机构144包括可控制地连接到激光控制器24上的双Pocel Cell 181和高速光阀151。激光控制器24向双Pocel Cell 181发送触发脉冲173，以便发射激光束脉冲77。高速光阀151随动于双Pocel Cell 181。该高速光阀151防止渗透能量被激光的较后阶段放大并且在激光以外创造不想要的低能量脉冲。该第二个示例性激光触发机构144与使用该第一个示例性激光触发机构124的激光输出相比较，为振荡器从第一激光发射到最后的激光发射的激光输出提供更强的稳定性。这种更强的稳定性体现在更恒定更一致的能量和激光脉冲参数，而其一般受到热不稳定性的影响。
计算机化的运动控制器25和激光界面控制器24可以被设定，使得电触发脉冲173按一个或更多平移轴的预定间隔被产生，以在发射模式期间在准确的时间发射激光束2的激光束脉冲77。这通过用那时产生的激光束脉冲77计算已知的按想要的距离设定的编码器计数(也可以直接用作触发信号93)来实现，或者通过在工件8上想要的位置以相等的间隔和供送速度为运动控制器25的输出编程，以便适应具有触发频率95的触发脉冲173，该触发频率95一般与闪光灯频率或闪光率73相匹配。这将提供多排激光冲击硬化点58的间隔的准确的可重复性，以相对于前排的点直接定位。
当处理不可能经受第一激光束脉冲77错过的工件8时，如图6所示，启动和停止掩模172，174分别置放在片区180的远端176，在该片区180处，被激光冲击硬化的片53将被形成在被激光冲击硬化的表面54上。当使用所述启动和停止掩模时，第一激光束脉冲77(或更多)可被发射到掩模上，在工件上的每个处理点位于两个掩模之间。当激光束2在激光冲击硬化表面55的每一次通过时，激光束脉冲77的至少第一个撞击该启动掩模172。供送速度起到至关重要的作用，因为它决定着输出脉冲频率。本文公开的示例性方法使用轴位置作参考，以便发射激光束脉冲77而不仅仅是来自计算机化运动控制器25的恒定触发信号93。因此，当处理需要轮廓跟随的表面时，能够获得准确的激光冲击硬化点58的位置。
连续运动激光冲击硬化方法和设备10可以用于产生混合激光冲击硬化的片，该混合激光冲击硬化的片是由在一排中或各排间具有不同百分比的重叠60的激光冲击硬化点58构成。该混合片使用恒定能量和点尺寸，但是工件上重叠60的数量有变化。该混合片的一个大的优势是，LSP效果可以随着根据工件变化的需要而不同，而没有增加附加层。例如，将点的相同百分比的重叠60应用于材料厚度有变化的工件的整个区域可以在一个区域进行得很好，但是会扭曲被激光冲击硬化的表面或路径的另一区域。在这种情况下，激光束的能量可以被加强，以便提供好的LSP效果，但是在工件的较薄区段，扭曲将成为一个问题。第二层经常被用于工件的局部厚的部分，以在那个区域获得LSP效果。该混合片可以将该方法减少到单一层。激光冲击硬化点58的图案可以包括每一排中仅相邻的激光冲击硬化点58重叠、仅相邻排中的激光冲击硬化点58重叠、或每一排中的相邻激光冲击硬化点58和相邻排的相邻激光冲击硬化点58重叠。
虽然本文所描述的被认为是本发明的优选和示例性实施例，但是本发明的其它改进对本领域技术人员基于本文的教示是明显的，因此，随后所附的权利要求书所要求保护的是落在本发明的真正精神和范围内的所有这些改进。因此，美国的专利所要求保护的是如以下的权利要求书所限定和区分的本发明。
部件列表2.静止激光束8.物品或工件10.激光冲击硬化设备19.喷水嘴21.流水帘24.激光控制器25.运动控制器27.同步装置31.激光单元33.振荡器35.光学器件36.激光杆39.第一放大器41.第二放大器43.回路46.压力侧47.前置放大器48.吸力侧49.激光分裂器53.激光冲击硬化的片54.被激光冲击硬化的表面55.激光冲击硬化表面56.压缩预应力区57.烧蚀涂层58.激光冲击硬化的点60.重叠66.束路径70.闪光灯73.闪光率77.激光束脉冲
93.触发信号95.触发频率99.Q开关110.波形拖长111.头部112.第一脉冲113.第二脉冲114.系列124.第一激光触发机构125.激光发射系统127.操纵器129.速度控制器137.前镜139.后镜144.第二激光触发机构149.光阀151.高速光阀172.启动掩模173.触发脉冲174.停止掩模176.远端180.片区181.双Pocel CellD-直径LE-前边沿R1-第一排R2-第二排R3-第三排X-X轴Y-Y轴Z-Z轴A-第一转动轴
B-第二转动轴C-第三转动轴
权利要求
1.一种连续运动激光冲击硬化设备(10)，其包括产生激光束(2)以便对工件(8)进行激光冲击硬化的激光单元(31)，可控制地连接到操纵器(127)以便连续移动和定位该工件(8)的运动控制器(25)，调制和发射来自激光单元(31)的激光束(2)的激光控制器(24)，用于发射来自激光单元(31)的激光束(2)的激光发射系统(125)，以及该运动控制器(25)可操作地连接到激光控制器(24)，以便基于从运动控制器(25)的速度控制器(129)给出的轴位置反馈信息发射激光束(2)。
2.如权利要求1所述的设备，还包括至少一个可操作地设置以便启动激光单元(31)中激光杆(36)的闪光灯(70)，激光控制器(24)具有调制和发射来自激光单元(31)的激光束(2)的第一和第二模式，第一模式是待机模式，用于在闪光率(73)下使闪光灯(70)闪动而不触发该激光束(2)，以及第二模式是以激光束脉冲(77)触发和发射激光束(2)的发射模式。
3.如权利要求2所述的设备，还包括同步装置(27)，该同步装置用于基本在激光束脉冲(77)将被产生时的一个时间同步化被计算机化运动控制器(25)提供给激光界面控制器(24)以发射激光束(2)的激光束脉冲(77)的触发信号(93)和闪光灯(70)闪动的闪光率(73)。
4.如权利要求3所述的设备，还包括运动控制器(25)被可操作地连接到激光控制器(24)上并被编程以便沿操纵器(127)的一个或更多轴按预定间隔发射激光束(2)。
5.如权利要求4所述的设备，其中该预定间隔是基于由运动控制器(25)产生的并代表沿轴的距离的编码计数。
6.如权利要求3所述的设备，还包括该计算机化运动控制器(25)可操作以便发射触发信号(93)和该激光控制器(24)可操作以便使闪光灯(70)在同一频率闪光。
7.如权利要求2所述的设备，还包括包括可操作地设置于前后镜(137和139)和闪光灯(70)之间的激光杆(36)的振荡器(33)，该振荡器(33)还包括被设置于前镜(137)和激光杆(36)之间的光阀(149)和位于激光杆(36)和后镜(139)之间的Q开关(99)，以及该Q开关(99)可控制地连接到激光控制器(24)上，以便触发和发射激光束脉冲(77)。
8.如权利要求2所述的设备，还包括包括可操作地设置于前后镜(137和139)和闪光灯(70)之间的激光杆(36)的振荡器(33)，沿从振荡器(33)引出的光束路径(66)被直接设置在振荡器(33)和高速光阀(151)之间的双Pocel Cell(181)，以及该激光控制器(24)可控制地连接到双Pocel Cell(181)和该高速光阀(151)上，以便触发和发射激光束脉冲(77)。
9.如权利要求3所述的设备，其中由计算机化运动控制器(25)提供给激光界面控制器(24)的触发信号(93)包括头部(111)，并且激光控制器(24)和运动控制器(25)之一被编程，以便在头部(111)后启动发射激光束脉冲(77)。
10.一种连续运动激光冲击硬化方法，其包括用具有振荡器(33)的激光单元(31)将激光束(2)的激光束脉冲(77)发射到工件(8)的激光冲击硬化表面(55)上，以通过激光束(2)在激光冲击硬化表面(55)上至少单次通过而形成至少第一排(R1)激光冲击硬化点(58)，用激光界面控制器(24)调制和控制激光单元(31)，以便将激光束(2)发射到激光冲击硬化表面(55)上，用由计算机化运动控制器(25)控制的操纵器(127)连续移动和定位该工件(8)，以及基于从运动控制器(25)的速度控制器(129)到激光控制器(24)的轴位置反馈信息发射激光束脉冲(77)。
全文摘要
对工件(8)进行激光冲击硬化的连续运动激光冲击硬化设备(10)和方法。激光控制器(24)调制和发射来自激光单元(31)的激光束(2)。运动控制器(25)可控制地连接到操纵器(127)和激光控制器(24)以基于运动控制器(25)的速度控制器(129)的轴位置反馈来发射激光束(2)。激光控制器(24)有在闪光率(73)下使激光闪光灯(70)闪动而不触发激光束(2)的待机模式，和以激光束脉冲(77)触发和发射激光束(2)的发射模式。激光控制器(24)包括同步装置(27)，用于基本在激光束脉冲(77)将被产生时的一个时间同步化被计算机化运动控制器(25)提供给激光界面控制器(24)以发射激光束脉冲(77)的触发信号(93)和闪光率(73)。
文档编号C21D9/00GK1727501SQ20051008358
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月11日 优先权日2004年7月9日
发明者W·L·劳伦斯, P·M·佩洛泽克, M·S·拜利 申请人:通用电气公司