本实用新型属于喷雾装置技术领域,具体涉及一种用于激光冲击强化的喷雾装置。
背景技术:
激光冲击强化(lasershockingpeening,lsp)技术,也称激光喷丸技术。是通过高功率密度(gw/cm2量级)、短脉冲(10ns~30ns量级)的激光通过透明约束层作用于金属表面所涂覆的能量吸收涂层时,涂层吸收激光能量迅速气化并几乎同时形成大量稠密的高温等离子体。该等离子体继续吸收激光能量急剧升温膨胀,然后爆炸形成高强度冲击波作用于金属表面。当冲击波的峰值压力超过材料的动态屈服强度时,材料发生塑性变形并在表层产生垂直于材料表面的压应力。激光作用结束后,由于冲击区域周围材料的反作用,其力学效应表现为材料表面获得较高的残余压应力。残余压应力会降低交变载荷中的拉应力水平,使平均应力水平下降,从而提高疲劳裂纹萌生寿命。同时残余压应力的存在,可引起裂纹的闭合效应,从而有效降低疲劳裂纹扩展的驱动力,延长疲劳裂纹扩展寿命。
激光冲击强化对激光器的要求是:高能量,短脉冲。其目的是为了获得尽可能高的峰值功率,产生更强的瞬间冲击效应,达到更好的表面强化效果。因此,通常选用能够储存较高能量、适合于重复频率脉冲方式工作的固体激光增益介质来制作激光器,如钕玻璃、红宝石和yag晶体等,输出的波长一般在红外线波段。另一方面,为了获得尽可能冲击强化效果,需要材料表面对激光能量具有尽可能高的吸收率。实际操作中,通常使用表面涂刷黑色吸收染料的方法,增加材料表面的吸收率,以便在脉冲激光照射的时候迅速汽化膨胀,形成表面瞬间高压强,起到冲击强化的效果。存在的不足之处有:激光冲击强化通常使用高能量脉冲激光对局部进行冲击,在被冲击的部位预先要涂刷黑色吸收材料。每次冲击的时候,都会导致材料表面很薄的一层涂敷吸收材料被汽化蒸发。随着脉冲的重复,吸收层将很快被蒸发干净,露出金属表面基底。而金属对于红外激光脉冲往往具有较高的反射率,并且随着激光的冲击,金属表面会越来越光亮,对激光的反射率也越来越高,导致冲击的效果越来越差。在实际的操作过程中,通常激光器每工作几个发次,就需要停下来重新涂刷吸收材料,以便维持激光吸收率和冲击强化效果。这就造成了激光冲击强化设备工作效率降低,增加了时间成本。存在现有的冲击强化设备冲击强化效率低、效果差的问题。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种用于激光冲击强化的喷雾装置,以解决现有技术中存在的冲击强化设备冲击强化效率低、效果差的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种用于激光冲击强化的喷雾装置,包括脉冲激光器本体,所述脉冲激光器本体装设在上座板上,所述脉冲激光器本体一面装设有单片机,所述单片机两侧分别装设有主时间继电器与副时间继电器,所述主时间继电器与副时间继电器输出端分别装设有主中间继电器与副中间继电器,所述主中间继电器与副中间继电器输出端分别装设有摆动电机与喷射泵,所述摆动电机与喷射泵一面分别装设有挡板与储液罐,所述喷射泵一面装设有导流管,所述导流管一面装设有雾化喷嘴。
优选的,所述脉冲激光器本体一面装设有第一中间继电器,所述第一中间继电器另一端装设有第一时间继电器,所述第一时间继电器输入端装设在所述单片机上。
优选的,所述上座板下端装设有若干个支撑脚,所述支撑脚装设在下座板上,所述下座板下端装设有若干个滚轮。
优选的,所述摆动电机装设在所述上座板上,所述摆动电机一面装设有转动轴,所述转动轴一面装设有所述挡板,所述挡板为l形结构,所述挡板装设在所述上座板一面。
优选的,所述喷射泵与储液罐装设在所述下座板上,所述上座板上设有安装孔,所述导流管插设在所述安装孔,所述上座板上装设有支架,所述导流管装设在所述支架上。
优选的,所述主中间继电器、副中间继电器与第一中间继电器电源端连接外置电源,所述主中间继电器、副中间继电器与第一中间继电器交错运行。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1、本实用新型提供的用于激光冲击强化的喷雾装置,雾化喷嘴与脉冲激光器本体分别在副时间继电器与第一时间继电器的作用下,使两者循环间隔运作,可以在激光冲击的过程中随时向工件表面喷射含有黑色吸收染料的雾化墨水,使工件表面随时都具有对激光脉冲的高吸收率,保证激光冲击效果不下降,避免中途停机补充涂刷吸收层而降低工作效率。
2、本实用新型提供的用于激光冲击强化的喷雾装置,在主时间继电器与副时间继电器相互作用下,使主中间继电器与副中间继电器运行时间交错运行,使雾化喷嘴每喷射一次后,脉冲激光器本体进行运作,在脉冲激光器本体运行结束后,副中间继电器控制摆动电机运作,使挡板转动将脉冲激光器本体挡住,之后雾化喷嘴再次喷雾,进行循环,具有工作效率高,提高了冲击强化吸收效果的作用。
3、本实用新型提供的用于激光冲击强化的喷雾装置,通过在摆动电机输出端转动轴上装设挡板,当雾化喷嘴工作时,通过主时间继电器、主中间继电器和摆动电机控制挡板升降,将脉冲激光器本体遮挡住,防止雾化喷嘴喷出的雾化水雾附着在脉冲激光器本体上的光学窗口,被激光照射爆炸而造成光学表面损伤,影响激光器的输出光束能量和光束质量,提高了安全性,节约了成本,适合于连续工作。
附图说明
图1为本实用新型的等轴测图示意图。
图中:1脉冲激光器本体、2上座板、3单片机、4主时间继电器、5副时间继电器、6主中间继电器、7副中间继电器、8摆动电机、9喷射泵、10挡板、11储液罐、12导流管、13雾化喷嘴、14第一中间继电器、15第一时间继电器、16支撑脚、17下座板、18滚轮、19转动轴、20安装孔、21支架。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1,一种用于激光冲击强化的喷雾装置,包括脉冲激光器本体1,脉冲激光器本体1螺栓连接在上座板2上,上座板2下端焊接有4个支撑脚16,支撑脚16焊接在下座板17上端面上,下座板17下端螺栓连接有4个滚轮18,滚轮18型号为c1-12a100-12g,滚轮18便于下座板17的移动,脉冲激光器本体1前面安装有单片机3,单片机3型号为80c52,脉冲激光器本体1前面导线连接有第一中间继电器14,第一中间继电器14型号为hh54p,第一中间继电器14前面导线连接有第一时间继电器15,第一时间继电器15型号为7pr4040,第一时间继电器15输入端导线连接在单片机3上,单片机3两侧分别导线连接有主时间继电器4与副时间继电器5,主时间继电器4与副时间继电器5型号为7pr4040,主时间继电器4与副时间继电器5输出端分别导线连接有主中间继电器6与副中间继电器7,主中间继电器6、副中间继电器7与第一中间继电器14电源端连接外置电源插座,主中间继电器6、副中间继电器7与第一中间继电器14交错运行,主中间继电器6、副中间继电器7型号为hh54p。
请参阅图1,主中间继电器6与副中间继电器7输出端分别导线连接有摆动电机8与喷射泵9,摆动电机8与喷射泵9型号分别为dh48s-2z与dby3-15,摆动电机8后面焊接连接有挡板10,喷射泵9后面法兰连接有储液罐11,储液罐11内部注入有修复材料,摆动电机8螺栓连接在上座板2上,摆动电机8后面焊接有转动轴19,转动轴19后面焊接有挡板10,挡板10为l形结构,这一设计使其能够对脉冲激光器本体1进行防护,挡板10安装在上座板2后面,喷射泵9前面法兰连接有导流管12,喷射泵9与储液罐11螺栓连接在下座板17上端面,上座板2上设有安装孔20,导流管12插出于安装孔20,上座板2上端焊接有支架21,导流管12接触连接在支架21上,支架21对导流管12起到固定保护作用,导流管12后面螺纹连接有雾化喷嘴13,雾化喷嘴13型号为ak137s30。
在进行零件表面修复的时候,操作人员将下座板17通过滚轮18移动到工作场地,将滚轮18进行固定,操作人员接通主中间继电器6、副中间继电器7、第一中间继电器14、主时间继电器4、副时间继电器5、与第一时间继电器15连通外置电源,操作人员对主时间继电器4、副时间继电器5、与第一时间继电器15延迟时间进行设定,主时间继电器4设定延迟100ms,副时间继电器5延迟200ms,第一时间继电器15延迟1s,当脉冲激光器本体1发射激光后,第一时间继电器15将输出信号同时传递给单片机3,单片机3接收到信号后,将执行信号同时传送给主时间继电器4与副时间继电器5,由于主时间继电器4与副时间继电器5延迟时间分布为100ms与200ms,摆动电机8运行将挡板10放下,对脉冲激光器本体1进行防护,200ms后喷射泵9运行,使储液罐11内的修复材料从雾化喷嘴13喷出,喷射泵9的喷射时间为0.5s,之后挡板10在主时间继电器4的时间控制作用下通过主中间继电器6使摆动电机8运作,摆动电机8将挡板10抬起,此时脉冲激光器本体1发出激光进行下一个循环,具有工作效率高,提高冲击强化吸收效果的作用。
1.一种用于激光冲击强化的喷雾装置,包括脉冲激光器本体(1),其特征在于:所述脉冲激光器本体(1)装设在上座板(2)上,所述脉冲激光器本体(1)一面装设有单片机(3),所述单片机(3)两侧分别装设有主时间继电器(4)与副时间继电器(5),所述主时间继电器(4)与副时间继电器(5)输出端分别装设有主中间继电器(6)与副中间继电器(7),所述主中间继电器(6)与副中间继电器(7)输出端分别装设有摆动电机(8)与喷射泵(9),所述摆动电机(8)与喷射泵(9)一面分别装设有挡板(10)与储液罐(11),所述喷射泵(9)一面装设有导流管(12),所述导流管(12)一面装设有雾化喷嘴(13)。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光冲击强化的喷雾装置,其特征在于:所述脉冲激光器本体(1)一面装设有第一中间继电器(14),所述第一中间继电器(14)另一端装设有第一时间继电器(15),所述第一时间继电器(15)输入端装设在所述单片机(3)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光冲击强化的喷雾装置,其特征在于:所述上座板(2)下端装设有若干个支撑脚(16),所述支撑脚(16)装设在下座板(17)上,所述下座板(17)下端装设有若干个滚轮(18)。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光冲击强化的喷雾装置,其特征在于:所述摆动电机(8)装设在所述上座板(2)上,所述摆动电机(8)一面装设有转动轴(19),所述转动轴(19)一面装设有所述挡板(10),所述挡板(10)为l形结构,所述挡板(10)装设在所述上座板(2)一面。
5.根据权利要求3所述的一种用于激光冲击强化的喷雾装置,其特征在于:所述喷射泵(9)与储液罐(11)装设在所述下座板(17)上,所述上座板(2)上设有安装孔(20),所述导流管(12)插设在所述安装孔(20),所述上座板(2)上装设有支架(21),所述导流管(12)装设在所述支架(21)上。
6.根据权利要求2所述的一种用于激光冲击强化的喷雾装置,其特征在于:所述主中间继电器(6)、副中间继电器(7)与第一中间继电器(14)电源端连接外置电源,所述主中间继电器(6)、副中间继电器(7)与第一中间继电器(14)交错运行。
技术总结