什么是激光喷丸？(laser peening?)

激光喷丸是一种金属加工工艺，其中激光脉冲被引导到金属物体表面，以改善其机械性能。它类似于喷丸，使用非常小的金属或陶瓷球来轰击金属物体的表面。通常，通过激光喷丸可以提高金属部件的耐腐蚀性、疲劳强度、残余应力和耐磨性。...

Wind turbine blades might undergo laser peening.

激光喷丸是一种金属加工工艺，其中激光脉冲被引导到金属物体表面，以改善其机械性能。它类似于喷丸，使用非常小的金属或陶瓷球来轰击金属物体的表面。通常，通过激光喷丸可以提高金属部件的耐腐蚀性、疲劳强度、残余应力和耐磨性。

在处理之前，通过应用两层覆盖层，为组件准备激光喷丸。首先，应用对激光不透明的覆盖层，然后应用对激光透明的覆盖层。激光直接穿过透明覆盖层，但不能穿过不透明覆盖层。

此时，来自激光的能量蒸发了一层覆盖层。蒸汽仍然滞留在透明覆盖层和部件表面之间。当这种蒸汽从激光中吸收更多能量时，它会在被困的小空间中迅速加热和膨胀。该区域的压力迅速上升，并导致冲击波传播到部件中。冲击波而不是蒸汽的热量会导致材料性能的变化，因此激光喷丸的过程是机械的，而不是热的。。

这一过程与喷丸类似，喷丸使用小陶瓷或金属球（称为喷丸）在金属部件表面形成大量重叠压痕。这种凹痕形成了一个表面层，该表面层高度抵抗机械故障模式，如开裂、腐蚀和疲劳。激光喷丸也有类似的结果，但用高能激光脉冲代替了对喷丸金属的重复冲击。

许多金属和合金可以通过激光喷丸加工。这些材料包括钢和铸铁、铝和钛合金等。这种材料机械性能的改善使得激光喷丸技术成为制造高成本零件或抗疲劳性至关重要的领域的理想技术。

可使用激光喷丸零件的应用包括汽车或飞机结构中的疲劳关键部件。难以运输和维护的部件，如大型风力涡轮机叶片，也可以通过该工艺进行改进，以最大限度地延长使用寿命。髋关节植入物由于存在手术风险，最好尽可能不频繁地更换，可能需要进行此过程以延长使用寿命。

经过激光喷丸处理的部件也可能因其机械特性的改善而变得更薄、更轻。这节省了制造过程中的材料成本。由于在操作车辆或其他机械时能耗要求较低，因此也可以节省成本。

发表于 2022-01-29 17:51
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分类：科学

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