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摘要
激光冲击强化（LSP）是一种典型的非弹丸撞击式表面强化技术，可有效提高金属材料的抗疲劳能力、抗腐蚀能力、金属耐磨性能和使用寿命，具有应变率高、效率高、强化效果好等优点。焊缝质量直接影响了焊接件的合格率，而焊缝强化一直是一个比较难的挑战。首先，介绍了激光冲击强化的加工原理，总结了激光冲击强化的影响参数及条件，包括激光功率密度、约束层和吸收层、激光冲击次数、光斑搭接率以及激光脉宽。控制强化工艺参数可以使焊缝显微硬度提升50%、残余压应力提升65%以上，大幅度提升抗拉强度，降低疲劳裂纹扩展。其次，综述了国内外研究人员运用激光冲击强化技术对不同材料焊缝强化的研究与应用，重点论述了激光冲击强化对焊缝力学性能和显微组织的显著强化效果，与未强化试样对比，强化后试样的各项性能明显提升。其中针对力学性能，详细分析了显微硬度、残余应力和疲劳裂纹扩展的变化情况，结合残余应力的理论研究、仿真分析、试验论证以及显微组织变化情况，认为激光冲击强化导致马氏体组织发生了碎化，提高了硬度，产生了残余压应力，引起了晶粒细化，进而有效控制了疲劳裂纹扩展，阻止了裂纹产生，提升了疲劳寿命。通过激光冲击强化不同工艺参数的协同作用，可以获得较高的残余压应力和硬度，引起动态再结晶、晶粒细化等微观组织演变以及位错运动，使焊缝力学性能和显微组织产生相互影响。分析认为，激光冲击强化技术是焊缝强化的有效焊接后处理工艺。最后，展望了激光冲击强化技术在焊缝强化领域中的应用前景。
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