激光冲击处理

由Jose Luis Ocaña和Janez Grum编辑的为题为“激光冲击处理及相关现象”特刊再版书的评论在《金属》杂志上发表。

这本书包括十一篇论文，旨在研究激光冲击处理和其他相关现象的领域中一些关键方面的zui新进展。所有论文都是按照期刊规定审核的。
作者准备了代表目前zui新技术的高质量的相关论文。这本书对于实现关键制造技术相关前景的专家和新研究者非常有用。

Yuji Sano等人的di一篇论文介绍了无涂层激光冲击强化的发展。
由于NPR部件具有放射性，需要在水下冷却，所以必须使用具有可穿透水的波长的激光来实现不需要任何表面处理的全远程操作。通过减小脉冲能量(小于300 mJ）和脉冲持续时间(小于10 ns），增加脉冲密度，在表面获得压缩残余应力。结果表明，10-20 mJ脉冲能量足以提高结构钢焊接接头的疲劳性能。

Clauer的第二篇论文总结了激光冲击强化商业化的发展之路，从该工艺基本现象学的发现到其作为商业化生产工艺的实施。它阐释了导致其产生的环境，探索和定义该工艺特征的时期，以及zui终商业化的发展过程。对这一工艺进行的广泛研究极大地扩大了有关其知识的了解，增加了对其潜力的信心和理解。zui后，激光强化技术出现了，并首次应用于飞机涡轮发动机风扇叶片。

第三篇论文通过Colón等人的实验测定了激光冲击处理产生的水约束层等离子体中的电子密度和温度。

利用Balmer Hα谱线和Mg II谱线在数个激光冲击处理(LSP)实验中对激光诱导等离子体进行了诊断。利用Q-Switched Nd YAG激光对铝样本进行了LSP实验。两种方法均用于诊断等离子体。di一种方法需要两个不同的实验，是建立电子温度的标准。第二种方法需要实验测定。从后一种方法得到的温度量级与在工业条件下被认为极其重要的标准方法所得到的数值足够接近。

Sadeh等人的第四篇论文通过等离子体压力模型研究了激光冲击焊接的模拟和实验比较。

在此论文中，对Nd-YAG激光压力脉冲的空间和时间分布进行了实验表征和全面捕获，以用于激光冲击焊接(LIW)的数值模拟。与假设以统一初始速度的预定义变形金属箔形状的其他数值研究相比，此论文中的研究表明，基于激光冲击强化方法的对应压力脉冲的激光束和建模的实际空间和时间分布曲线的结合能够为LIW处理机制提供更现实的预测。

Langer等人的第五篇论文研究了薄铝结构激光冲击强化的有限元分析。
对铝合金的有效应用，尤其是在航空航天结构中常见的薄壁部分，已被证实更具挑战性。某些强化处理条件会在薄铝部分引入表面拉伸残余应力。其中使用了有限元模型来识别导致这种情况发生的条件，并展示了如何通过选择强化参数和模式来减轻这些不利影响。

Angulo等人的第六篇论文对激光冲击延伸表面处理对镁合金各向异性行为的影响进行了综合的数值和实验性评估。

其中提出了一种研究镁母材各向异性硬化行为的新模型，该模型考虑了激光冲击处理(LSP)过程中所涉及的特殊应力循环。展示了通过实施的模型获取的在高扩展覆盖范围内的数值预测，表明了现实材料的复杂各向异性行为可以进行适当计算，并表明了与扩展区域处理策略相关的一种特殊的非常规行为。

Kallien等人的第七篇论文展示了激光强化工艺参数和序列对残余应力分布的影响。其中研究了LP工艺参数，特别是激光序列和脉冲参数与残余应力状态的关系。熔覆层激光强化处理后的铝合金样本的残余应力测量结果呈非等轴分布。研究发现，发现散粒重叠和施加的能量密度是观察到的非等轴残余应力分布特征的关键参数研究表明前进方向的重要性，因为前进方向会影响较高的压缩残余应力分量的方向。这种效应与通过电子背散射衍射观察到的微观结构有关。

Troiani等人的第八篇论文研究了无涂层激光强化对带有弯曲凹口的铝合金的疲劳影响。对处理后的试件进行三点弯曲疲劳试验，并与相同几何形状的未处理试件进行疲劳寿命比较。用有限元模型对材料在强化强化作用下的响应进行建模，并据此计算了压缩残余应力。论文提出了用凹口曲率与激光光斑半径的比值作为评估凹口影响的参数。

Petan等人的第九篇论文研究了激光强化强化后马氏体时效钢的疲劳性能。马氏体时效钢是一种用于航空和工具行业高负荷部件的沉淀硬化钢。它们经常需要承受热机械负荷和磨损，这会大大缩短了它们的使用寿命。因此提高它们的表面力学性能以克服这种现象有极大的研究价值。此研究旨在探索激光冲击强化(LSP)过程中脉冲密度和光斑尺寸对表面完整性和抗疲劳性能的影响。在共振高频疲劳试验机上进行的试验证实了LSP是一种很有应用前景的提高组件抗疲劳性能的方法。当共振频率降低时，会出现疲劳裂纹。作者通过将激光光斑尺寸与脉冲密度相结合，证明了LSP是提高马氏体时效钢抗疲劳性能的有效方法。

Le Bras等人的第十篇论文研究了固体聚合物作为激光冲击应用(如激光冲击强化(LSP)的约束材料的性能。本文利用速度干涉仪系统对尾端自由表面速度进行了有限元模拟和实验测量，从而实现了聚合物约束条件下的jing确压力测定。结果表明，产生的压力也与水约束时一样高，获得了可允许使用LSP处理所有类型金属的数值，并为未来确定这种类型处理材料所表现出的疲劳行为奠定了基础。

Tomokazu Sano等人的第十一篇论文研究了利用干式激光强化强化提高激光焊接铝合金的疲劳性能。本文验证了干式激光强化(DryLP)技术(即飞秒激光脉冲在大气条件下的无牺牲覆盖层的激光强化技术）对含有咬边、气孔等焊接缺陷的激光焊接铝合金的硬度、残余应力和疲劳性能等力学性能的有效性。对激光焊接铝合金进行DryLP处理后，软化后的焊缝金属硬度恢复到母材的原始硬度，焊缝金属和热影响区残余拉伸应力变为压缩应力。在较低应力幅下，DryLP对具有焊接缺陷的激光焊接铝试样的疲劳性能改善更为有效，因为缺陷处的应力集中对疲劳性能影响不显著。