激光沖擊處理

由Jose Luis Oca?a和Janez Grum編輯的為題為“激光沖擊處理及相關現象”特刊再版書的評論在《金屬》雜志上發表。

這本書包括十一篇論文，旨在研究激光沖擊處理和其他相關現象的領域中一些關鍵方面的zui新進展。所有論文都是按照期刊規定審核的。
作者準備了代表目前zui新技術的高質量的相關論文。這本書對于實現關鍵制造技術相關前景的專家和新研究者非常有用。

Yuji Sano等人的di一篇論文介紹了無涂層激光沖擊強化的發展。
由于NPR部件具有放射性，需要在水下冷卻，所以必須使用具有可穿透水的波長的激光來實現不需要任何表面處理的全遠程操作。通過減小脈沖能量(小于300 mJ）和脈沖持續時間(小于10 ns），增加脈沖密度，在表面獲得壓縮殘余應力。結果表明，10-20 mJ脈沖能量足以提高結構鋼焊接接頭的疲勞性能。

Clauer的第二篇論文總結了激光沖擊強化商業化的發展之路，從該工藝基本現象學的發現到其作為商業化生產工藝的實施。它闡釋了導致其產生的環境，探索和定義該工藝特征的時期，以及zui終商業化的發展過程。對這一工藝進行的廣泛研究極大地擴大了有關其知識的了解，增加了對其潛力的信心和理解。zui后，激光強化技術出現了，并首次應用于飛機渦輪發動機風扇葉片。

第三篇論文通過Colón等人的實驗測定了激光沖擊處理產生的水約束層等離子體中的電子密度和溫度。

利用Balmer Hα譜線和Mg II譜線在數個激光沖擊處理(LSP)實驗中對激光誘導等離子體進行了診斷。利用Q-Switched Nd YAG激光對鋁樣本進行了LSP實驗。兩種方法均用于診斷等離子體。di一種方法需要兩個不同的實驗，是建立電子溫度的標準。第二種方法需要實驗測定。從后一種方法得到的溫度量級與在工業條件下被認為極其重要的標準方法所得到的數值足夠接近。

Sadeh等人的第四篇論文通過等離子體壓力模型研究了激光沖擊焊接的模擬和實驗比較。

在此論文中，對Nd-YAG激光壓力脈沖的空間和時間分布進行了實驗表征和全面捕獲，以用于激光沖擊焊接(LIW)的數值模擬。與假設以統一初始速度的預定義變形金屬箔形狀的其他數值研究相比，此論文中的研究表明，基于激光沖擊強化方法的對應壓力脈沖的激光束和建模的實際空間和時間分布曲線的結合能夠為LIW處理機制提供更現實的預測。

Langer等人的第五篇論文研究了薄鋁結構激光沖擊強化的有限元分析。
對鋁合金的有效應用，尤其是在航空航天結構中常見的薄壁部分，已被證實更具挑戰性。某些強化處理條件會在薄鋁部分引入表面拉伸殘余應力。其中使用了有限元模型來識別導致這種情況發生的條件，并展示了如何通過選擇強化參數和模式來減輕這些不利影響。

Angulo等人的第六篇論文對激光沖擊延伸表面處理對鎂合金各向異性行為的影響進行了綜合的數值和實驗性評估。

其中提出了一種研究鎂母材各向異性硬化行為的新模型，該模型考慮了激光沖擊處理(LSP)過程中所涉及的特殊應力循環。展示了通過實施的模型獲取的在高擴展覆蓋范圍內的數值預測，表明了現實材料的復雜各向異性行為可以進行適當計算，并表明了與擴展區域處理策略相關的一種特殊的非常規行為。

Kallien等人的第七篇論文展示了激光強化工藝參數和序列對殘余應力分布的影響。其中研究了LP工藝參數，特別是激光序列和脈沖參數與殘余應力狀態的關系。熔覆層激光強化處理后的鋁合金樣本的殘余應力測量結果呈非等軸分布。研究發現，發現散粒重疊和施加的能量密度是觀察到的非等軸殘余應力分布特征的關鍵參數研究表明前進方向的重要性，因為前進方向會影響較高的壓縮殘余應力分量的方向。這種效應與通過電子背散射衍射觀察到的微觀結構有關。

Troiani等人的第八篇論文研究了無涂層激光強化對帶有彎曲凹口的鋁合金的疲勞影響。對處理后的試件進行三點彎曲疲勞試驗，并與相同幾何形狀的未處理試件進行疲勞壽命比較。用有限元模型對材料在強化強化作用下的響應進行建模，并據此計算了壓縮殘余應力。論文提出了用凹口曲率與激光光斑半徑的比值作為評估凹口影響的參數。

Petan等人的第九篇論文研究了激光強化強化后馬氏體時效鋼的疲勞性能。馬氏體時效鋼是一種用于航空和工具行業高負荷部件的沉淀硬化鋼。它們經常需要承受熱機械負荷和磨損，這會大大縮短了它們的使用壽命。因此提高它們的表面力學性能以克服這種現象有極大的研究價值。此研究旨在探索激光沖擊強化(LSP)過程中脈沖密度和光斑尺寸對表面完整性和抗疲勞性能的影響。在共振高頻疲勞試驗機上進行的試驗證實了LSP是一種很有應用前景的提高組件抗疲勞性能的方法。當共振頻率降低時，會出現疲勞裂紋。作者通過將激光光斑尺寸與脈沖密度相結合，證明了LSP是提高馬氏體時效鋼抗疲勞性能的有效方法。

Le Bras等人的第十篇論文研究了固體聚合物作為激光沖擊應用(如激光沖擊強化(LSP)的約束材料的性能。本文利用速度干涉儀系統對尾端自由表面速度進行了有限元模擬和實驗測量，從而實現了聚合物約束條件下的jing確壓力測定。結果表明，產生的壓力也與水約束時一樣高，獲得了可允許使用LSP處理所有類型金屬的數值，并為未來確定這種類型處理材料所表現出的疲勞行為奠定了基礎。

Tomokazu Sano等人的第十一篇論文研究了利用干式激光強化強化提高激光焊接鋁合金的疲勞性能。本文驗證了干式激光強化(DryLP)技術(即飛秒激光脈沖在大氣條件下的無犧牲覆蓋層的激光強化技術）對含有咬邊、氣孔等焊接缺陷的激光焊接鋁合金的硬度、殘余應力和疲勞性能等力學性能的有效性。對激光焊接鋁合金進行DryLP處理后，軟化后的焊縫金屬硬度恢復到母材的原始硬度，焊縫金屬和熱影響區殘余拉伸應力變為壓縮應力。在較低應力幅下，DryLP對具有焊接缺陷的激光焊接鋁試樣的疲勞性能改善更為有效，因為缺陷處的應力集中對疲勞性能影響不顯著。