CN103713045A - 激光冲击强化处理质量的声功率检测方法 - Google Patents

激光冲击强化处理质量的声功率检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103713045A
CN103713045A CN201210380193.9A CN201210380193A CN103713045A CN 103713045 A CN103713045 A CN 103713045A CN 201210380193 A CN201210380193 A CN 201210380193A CN 103713045 A CN103713045 A CN 103713045A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
acoustical power
detection method
measured piece
power detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210380193.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈静
高福万
杨锐
杨贺来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANJIN ZHONGJIE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Original Assignee
TIANJIN ZHONGJIE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANJIN ZHONGJIE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd filed Critical TIANJIN ZHONGJIE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority to CN201210380193.9A priority Critical patent/CN103713045A/zh
Publication of CN103713045A publication Critical patent/CN103713045A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，根据被测件振动辐射的平均声功率与被测件所具有的总机械能存在着相关关系，在激光能量一定的情况下，用检测装置测出被测件振动的声功率来预测加工后激光冲击点的残余压应力，以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。检测装置由脉冲激光束，夹持装置，约束介质管道，被测件，传声器及其变送器，USB数据采集卡，计算机，激光器，床身组成，可以实时、无损地检测激光冲击强化后零件的表面质量。

Description

激光冲击强化处理质量的声功率检测方法
技术领域
本发明涉及一种激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，属无损检测技术领域。
背景技术
激光冲击强化(Laser Shock Peening)是一种金属表面处理工艺，利用高能量激光束冲击使金属零件表面形成等离子区，产生一个巨大的冲击波，从而在金属零件内部能够产生很大的改善元件疲劳特性和刚度的残余压应力。
国外对于激光冲击强化处理质量的测量方法，有用激光探针或其他测量装置来检测激光冲击处理后留下的表面凹坑体积，并根据此凹坑体积(即金属表面塑性变形量)计算出金属表面残余压应力，从而作为工件质量检验的依据；也有人研究利用X射线，直接对金属内部的应力分布进行探测来检测工件质量；另外就是利用声音检测装置，采集每次激光束冲击时产生的声音并将此声音数据送到计算机中，与预先得到的声音和处理质量的关系函数(此函数做实验得出)进行比较，以此作为检测标准。国内的检测方法主要是靠直观判别，就是通过对工件表面粗糙度与微凹坑进行直观地观察与分析，来判别激光冲击强化效果的好坏，从而达到无损检验的目的。
上面提到的各种检测方法都有不完善的地方，尤其是国内对激光冲击处理的质量检测研究力度不够，直观判别法这样凭借经验来进行直观判断，效率低且没有精度保证。
发明内容
为了克服上述现有传统方法及装备的不足，本发明提供一种激光冲击强化处理质量的声功率检测方法。
解决上述问题的技术方案是：一种激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，其特征在于：根据被测件4振动辐射的平均声功率与被测件4所具有的总机械能存在着相关关系，在激光能量一定的情况下，用检测装置测出被测件4振动的声功率来预测加工后激光冲击点的残余压应力，以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。
上述激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，所述检测装置由脉冲激光束1，夹持装置2，约束介质管道3，被测件4，传声器及其变送器5，USB数据采集卡6，计算机7，激光器8，床身9组成，其特征在于：激光器8安装在床身9上，激光器8发出的脉冲激光束1作用在被测件4的表面，被测件4固定在夹持装置2中。
上述激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，其特征在于：所述床身9靠近被测件4的地方安装有传声器及其变送器5，传声器及其变送器5与装在计算机7内的USB数据采集卡6连接。
上述激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，其特征在于：所述床身9上安装有约束介质管道3。
本发明的有益效果是，可以实时、无损地检测激光冲击强化后零件的表面质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图是本发明的声功率检测方法示意图。
具体实施方式
图中1.脉冲激光束，2.夹持装置，3.约束介质管道，4.被测件，5.传声器及其变送器，6.USB数据采集卡，7.计算机，8.激光器，9.床身
在图中，根据被测件4振动辐射的平均声功率与被测件所具有的总机械能存在着相关关系，声功率级的定义为：
L w = 10 log 10 W W ref - - - ( 1 )
上式中Wref＝10-12W。
被测件4振动的声功率可由声压级换算得到，其换算关系为：
Lw＝Lp+101gS                            (2)
式中S是测试表面积(m2)，由于实验环境中被测件周围比较空旷，可以看作是自由场，因此S＝4πr2；
Lp为声压级。
声压级的定义为： L p = 20 l g P e P ref - - - ( 3 )
Pe为有效声压，Pref为参考值，Pref＝2×10-5Pa；
从式(2)、(3)可知，要测量被测件4振动发生的声功率级，可以利用电容式传声器及其变送器5测得瞬时声压P，对瞬时声压求有效值则得到有效声压Pe，然后即可求得声压级、声功率级。如果需要求得声功率，则可将测得声功率级代入式(1)求得声功率值。
在激光能量一定的情况下，可以利用被测件4振动的声功率来预测加工后激光冲击点的残余压应力，以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。
所述检测装置可以用调Q钕玻璃式的激光器8，将其安装在床身上，激光器8发出经过放大的、高能量的脉冲激光束1，作用在被测件4的表面，被测件4固定在夹持装置2中。
所述床身9靠近被测件4的地方安装有电容式传声器及其变送器5，用于采集被测件4在LSP过程中的声信号，传声器及其变送器5与装在计算机7内的USB数据采集卡6连接，数据采集卡6的任务是把连续模拟信号转换成计算机7能够处理的离散数字信号。每次激光冲击处理完成后，系统将得到的被测件4的平均声功率与实验得到的检测标准进行比对，如果与标准值不符，则做出加工质量不合格的判定。
所述床身9上安装有约束介质管道3，管道输出流水作为约束层，以获得更高的激光冲击波峰值。应保证流水有一定的压力和不带气泡，以保证流水的均匀性和稳定性。

Claims (4)

1.一种激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，其特征在于：根据被测件振动辐射的平均声功率与被测件所具有的总机械能存在着相关关系，在激光能量一定的情况下，用检测装置测出被测件振动的声功率来预测加工后激光冲击点的残余压应力，以此与预先实验得到的检测标准进行比对，做出质量判断。
2.根据权利要求1所说的激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，所述检测装置由脉冲激光束(1)，夹持装置(2)，约束介质管道(3)，被测件(4)，传声器及其变送器(5)，USB数据采集卡(6)，计算机(7)，激光器(8)，床身(9)组成，其特征在于：激光器(8)安装在床身(9)上，激光器(8)发出的脉冲激光束(1)作用在被测件(4)的表面，被测件(4)固定在夹持装置(2)中。
3.根据权利要求1所说的激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，其特征在于：所述床身(9)靠近被测件(4)的地方安装有传声器及其变送器(5)，传声器及其变送器(5)与装在计算机(7)内的USB数据采集卡(6)连接。
4.根据权利要求1所说的激光冲击强化处理质量的声功率检测方法，其特征在于：所述床身(9)上安装有约束介质管道(3)。
CN201210380193.9A 2012-10-09 2012-10-09 激光冲击强化处理质量的声功率检测方法 Pending CN103713045A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210380193.9A CN103713045A (zh) 2012-10-09 2012-10-09 激光冲击强化处理质量的声功率检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210380193.9A CN103713045A (zh) 2012-10-09 2012-10-09 激光冲击强化处理质量的声功率检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103713045A true CN103713045A (zh) 2014-04-09

Family

ID=50406189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210380193.9A Pending CN103713045A (zh) 2012-10-09 2012-10-09 激光冲击强化处理质量的声功率检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103713045A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106324101A (zh) * 2016-10-20 2017-01-11 沈阳慧远自动化设备有限公司 基于声压特征的激光冲击强化在线质量监测系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209464A1 (en) * 2000-11-27 2002-05-29 General Electric Company Laser shock peening quality assurance by ultrasonic analysis
CN101852718A (zh) * 2010-05-18 2010-10-06 江苏大学 通过光偏转对激光冲击强化进行质量评估的装置和方法
CN102242243A (zh) * 2010-05-12 2011-11-16 通用电气公司 激光冲击强化的系统和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1209464A1 (en) * 2000-11-27 2002-05-29 General Electric Company Laser shock peening quality assurance by ultrasonic analysis
CN102242243A (zh) * 2010-05-12 2011-11-16 通用电气公司 激光冲击强化的系统和方法
CN101852718A (zh) * 2010-05-18 2010-10-06 江苏大学 通过光偏转对激光冲击强化进行质量评估的装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁建民等: "叶片激光冲击强化处理的过程监测", 《新技术新工艺》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106324101A (zh) * 2016-10-20 2017-01-11 沈阳慧远自动化设备有限公司 基于声压特征的激光冲击强化在线质量监测系统和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104297110B (zh) 一种无需测厚的晶粒尺寸超声无损评价方法
CN110045016B (zh) 一种基于声频分析的隧道衬砌无损检测方法
Shi et al. Non-destructive testing of full-length bonded rock bolts based on HHT signal analysis
CN110082428B (zh) 基于裂纹尖端效应结合激光超声测量材料弹性常数的方法
CN101620203B (zh) 基于小波理论的机械设备缺欠超声检测设备
CN111487315A (zh) 一种隧道衬砌厚度和脱空的声频无损检测方法
CN109696480B (zh) 一种基于改进时间反转算法的玻璃纤维复合材料声发射源定位成像方法
CN110243320B (zh) 一种隧道衬砌裂缝深度非接触测量方法及装置
CN202256264U (zh) 检测碳纤维复合材料破坏失效的声发射装置
CN102507744A (zh) 一种检测碳纤维复合材料破坏失效的声发射装置及方法
CN110455917B (zh) 一种混凝土裂缝修补质量检测方法
CN104634876A (zh) 一种超声扫描显微镜检测金属材料内部夹杂物的方法
CN112157368B (zh) 一种激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法
CN107703161A (zh) 一种冲击应力波检测系统
CN110954033A (zh) 混凝土裂缝深度检测方法及其系统
CN104111286B (zh) 一种用于超声波焊点检测的波速及厚度校准方法
CN102759744A (zh) 洞室钢衬混凝土脱空厚度的检测方法
CN103926312A (zh) 轧辊疲劳硬化层的超声表面波非线性检测方法
CN202814928U (zh) 激光冲击强化处理质量的声功率检测装置
CN1258078C (zh) 基于瑞利表面波的无损测压方法
CN103675103B (zh) 一种利用电阻点焊过程声发射信号能量当量定量检测熔核裂纹的方法
CN103713045A (zh) 激光冲击强化处理质量的声功率检测方法
CN202814541U (zh) 激光冲击强化处理质量的固有频率检测装置
CN103712677A (zh) 激光冲击强化处理质量的固有频率检测方法
CN201993345U (zh) 一种混凝土结构无损测试仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: TIANJIN ZHONGJIE TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD.

Document name: Notification of an Office Action

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140409