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1、(10)申请公布号 CN 102505065 A (43)申请公布日 2012.06.20 C N 1 0 2 5 0 5 0 6 5 A *CN102505065A* (21)申请号 201110377120.X (22)申请日 2011.11.22 C21D 1/09(2006.01) C21D 10/00(2006.01) B23K 26/14(2006.01) (71)申请人中国航空工业集团公司北京航空制 造工程研究所 地址 100095 北京340号信箱 (72)发明人邹世坤 车志刚 曹子文 (74)专利代理机构中国航空专利中心 11008 代理人陈宏林 (54) 发明名称 一种用于。
2、激光加工冲击的水/光同轴装置 (57) 摘要 本发明是一种用于激光加工冲击的水/光同 轴装置，其特征在于：在倍频YAG激光垂直通过的 透镜外套装一个锥形喷嘴，在锥形喷嘴的侧面加 工一个去离子水输入孔，锥形喷嘴的下端敞孔与 透镜保持同轴以通过倍频YAG激光束和稳定的去 离子水柱，透镜为聚焦镜，透镜焦距为喷嘴的长度 的1.22倍。本发明提出水/光同轴的喷嘴，利 用倍频YAG激光直接通过水喷嘴实现激光冲击处 理，对空间狭小或者表面不平整的工件适用性强， 并能实现高频率的激光冲击处理工艺，对激光冲 处理工艺等具有很好的参考价值，适用性广。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 。
3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种用于激光加工冲击的水/光同轴装置，其特征在于：在倍频YAG激光垂直通 过的透镜(1)外套装一个锥形喷嘴(2)，在锥形喷嘴(2)的侧面加工一个去离子水输入孔 (3)，锥形喷嘴(2)的下端敞孔(4)与透镜(1)保持同轴以通过倍频YAG激光束(5)和稳定 的去离子水柱(6)；透镜(1)为聚焦镜，透镜(1)焦距为喷嘴的长度的1.22倍。 权 利 要 求 书CN 102505065 A 1/2页 3 一种用于激光加工冲击的水 / 光同轴装置 技术领域 0001 本发明是一种。
4、用于激光加工冲击的水/光同轴装置，属于激光加工技术。 背景技术 0002 激光冲击处理加工过程中，激光需要通过作为约束层的水层到达吸收层，激光能 量被吸收层吸收产生高温高压等离子体，进而产生冲击波。连续激光冲击处理时，约束层 的平整性影响激光冲击处理能否实施或者能否连续。图1为常规的激光冲击处理模式，通 常采用激光头与水喷头分离的方法，激光与水喷头需要有40mm以上的距离，水喷头喷水在 工件上后通过流动作用形成平整的水帘作为激光冲击处理约束层，因此需要流水的地方平 整，所以激光作用位置需要平整，以便使水流在激光位置形成平整的约束层。当需要处理的 区域空间狭小或者表面不平整，无法采用平整的水流作。
5、为约束层时，很难进行激光冲击强 化。另外，即使是平整的表面，采用平整的水流作为约束层时，由于水的溅射形成的水雾会 阻挡激光的传输，因此激光冲击处理的频率不能很高，一般不能大于2Hz，水流和激光的匹 配成为制约激光冲击强化范围和效率的重要影响因素。当需要处理的区域空间狭小或者表 面不平整时该方法很难实施。也有采用倍频激光水下激光冲击处理的方法，但该方法采用 整个工件泡在水中，从侧面进行去离子水的补给，这种方法同样有很大的局限性。 发明内容 0003 本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种用于激光加工冲 击的水/光同轴装置，其目的是利用倍频YAG激光直接通过水喷嘴实现狭小空间或高频。
6、率 的激光冲击处理工艺。 0004 本发明的目的是通过以下技术措施来实现的： 0005 该种用于激光加工冲击的水/光同轴装置，其特征在于：在倍频YAG激光垂直通过 的透镜外套装一个锥形喷嘴，在锥形喷嘴的侧面加工一个去离子水输入孔，锥形喷嘴的下 端敞孔与透镜保持同轴以通过倍频YAG激光束和稳定的去离子水柱，透镜为聚焦镜，透镜 焦距为喷嘴的长度的1.22倍。 0006 本发明技术方案是利用一个安装在透镜上的喷嘴，从喷嘴的侧面引入去离子水， 形成水柱从喷嘴的口流出，水流的速度要保证在出口形成稳定的水柱，相当于激光与去离 子水水从喷嘴同轴输出，方便地实现对空间狭小或者表面不平整的工件的激光冲击处理。 。
7、水流采用去离子水可以减少对激光的吸收。 0007 激光采用倍频YAG激光垂直通过透镜到达激光冲击处理喷嘴，透镜可以采用聚焦 镜，聚焦镜在水中的焦距大于喷嘴的长度，激光在出口处形成5以下的圆形光斑或者方 形光斑，激光冲击处理工作位置在入焦位置。 附图说明 0008 图1为现有激光冲击方法的装置示意图 说 明 书CN 102505065 A 2/2页 4 0009 图2为本发明装置喷嘴的结构示意图 0010 图3为本发明装置实现的激光冲击方法的示意图 具体实施方式 0011 以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述： 0012 参见附图23所示，该种用于激光加工冲击的水/光同轴装置是在。
8、倍频YAG激 光垂直通过的透镜1外套装一个锥形喷嘴2，在锥形喷嘴2的侧面加工一个去离水输入孔 3，锥形喷嘴2的下端敞孔4与透镜1保持同轴以通过倍频YAG激光束5和稳定的去离子水 柱6；透镜1为聚焦镜，透镜1焦距为喷嘴的长度的1.22倍。 0013 一个具体加工实例是YAG激光倍频成0.53m波长的绿光，从透镜1沿喷嘴2的 中轴线输入，透镜1的焦距为120200mm的透镜并密封，空气中的透镜用于水下时，焦距 会变大至原来三倍左右，激光在喷嘴2下端敞孔4处形成4以下的光束从6的下端敞 孔4输出，去离子水经过锥形喷嘴2的侧面M8的去离水输入孔3输入，并从下端敞孔4输 出，形成水、光同轴的激光冲击处理加工装置。 0014 与现有技术相比，本发明装置对空间狭小或者表面不平整的工件适用性强，并能 实现高频率的激光冲击处理工艺，对激光冲处理工艺等具有很好的参考价值，适用性广。 说 明 书CN 102505065 A 1/1页 5 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102505065 A 。