Desarrollo de tecnología de fortalecimiento de impacto láser

La tecnología de fortalecimiento por impacto láser se desarrolló por primera vez en los Laboratorios Bell a principios de los años 1970, el profesor Qian, un famoso físico chino, también propuso esta idea ya en los años 1960. En 1972, Fairand B.P del Instituto de Investigación Battelle en los Estados Unidos utilizó por primera vez ondas de choque inducidas por un láser de pulso de alta potencia para cambiar la microestructura de la aleación de aluminio 7075 y mejorar sus propiedades mecánicas, lo que inició la investigación de aplicaciones del fortalecimiento por impacto con láser. En el otoño de 1978, nuestro laboratorio Ford S.C. y el Laboratorio de la Fuerza Aérea de EE. UU. realizaron conjuntamente una investigación para mejorar la vida útil de los sujetadores mediante impacto láser. Los resultados muestran que el refuerzo por impacto con láser puede mejorar en gran medida la vida útil de los sujetadores ante la fatiga. En aquel momento, esto no era práctico debido a la falta de láseres fiables de alta potencia con altas frecuencias de pulso.

A finales de la década de 1980, Europa, Japón, Israel y otros países y regiones llevaron a cabo investigaciones sobre la tecnología de fortalecimiento del impacto láser. Pero a juzgar por los datos publicados, hasta el momento sólo Estados Unidos ha reforzado la aplicación práctica del impacto láser. En la década de 1990, con el apoyo del Programa Nacional de Investigación sobre Fatiga de Alta Frecuencia de EE. UU., el Laboratorio Nacional Livermore de EE. UU., GE y MIC Corporation llevaron a cabo conjuntamente una investigación en profundidad sobre la teoría, la tecnología y el equipo de la tecnología de fortalecimiento por impacto con láser, haciendo que el refuerzo por impacto con láser La tecnología se ha desarrollado mucho y ha avanzado gradualmente hacia la practicidad, y se ha aplicado en F110, F101 y F465438. Entre ellos, los motores F110 y F101 experimentaron fallas en las aspas del ventilador muchas veces durante el uso, lo que obligó al F101 a hacerlo cada 25 horas y al F110 a encontrar 0,127 mm todos los días antes de su primer vuelo.

Tras entrar en el siglo XXI, la aplicación de la tecnología de fortalecimiento por impacto con láser ha logrado grandes avances. La Fuerza Aérea de EE. UU. ha realizado grandes esfuerzos para mejorar la eficiencia de la producción de granallado por láser. Ha establecido cuatro importantes programas de tecnología de fabricación de la Fuerza Aérea y ha logrado muchos avances importantes para resolver problemas de aplicaciones industriales, como la mejora de la eficiencia de la producción de granallado por láser y la producción móvil. Desde 2002, el granallado por choque láser se ha utilizado ampliamente en la fabricación y reparación de componentes aeroespaciales en los Estados Unidos. Por ejemplo, la empresa estadounidense MIC aplica tecnología de refuerzo de impacto láser a las palas de los motores a reacción militares y civiles para mejorar su vida útil. Esto no solo mejora la seguridad y confiabilidad de los motores de los aviones, sino que también ahorra millones de dólares en costos de mantenimiento de las aeronaves cada año. mes y costos de reemplazo de piezas. Estados Unidos estima que sólo el tratamiento de las palas de los motores de combate puede ahorrar más de 654.380 millones de dólares. En 2003, la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos (FAA) y Japan Airlines Asia (JAA) aprobaron el uso de refuerzo por impacto láser como tecnología de mantenimiento para piezas clave de aviones, y la tecnología se utilizó para el procesamiento de piezas de aviones Boeing 777 ese año.

En 2004, LSPT LSP Technology Company y el Laboratorio de la Fuerza Aérea de EE. UU. llevaron a cabo una investigación sobre el refuerzo y la reparación de impactos láser de palas de aleación de titanio dañadas del motor F/A-22 F119. Para hojas dañadas con microfisuras y resistencia a la fatiga insuficiente, la resistencia a la fatiga después del tratamiento de choque con láser es de 413,7 MPa. Además, la vida útil de la raíz de la cuña de la cuchilla aumenta al menos 25 veces después del tratamiento de choque con láser. En la actualidad, la tecnología de refuerzo de impacto láser se ha utilizado ampliamente en la producción de blisks integrales del motor F119-PW-100. LSP también propuso una patente para fortalecer la estructura de remachado del revestimiento de la aeronave. Utiliza equipos láser móviles para fortalecer los remaches y sus alrededores en el sitio de ensamblaje de la aeronave, y el efecto es obvio.

Desde 2005, Estados Unidos ha ampliado gradualmente el fortalecimiento por impacto con láser al tratamiento de grandes turbinas de vapor, álabes de turbinas hidráulicas, oleoductos y piezas clave de automóviles. Según los informes, sólo el procesamiento de soldaduras de oleoductos puede alcanzar más de 654,38 mil millones de dólares estadounidenses.