● 摘要
激光冲击强化是利用强激光束作用于金属材料表面，并在材料表面产生塑性变形，形成残余压应力，进而提高材料的抗疲劳寿命、耐磨性和抗腐蚀性的一种新型表面处理技术。它大大提高了航空关键零部件的长寿命抗疲劳性能。国内目前多为成套购买国外进口设备，价格昂贵，缺乏自主研发。激光冲击强化电源作为激光冲击强化设备中的主要构成部分，电源的优劣直接决定着整个系统的整体输出特性。因此，自主研发高性能的激光冲击强化电源及其相关技术意义重大。
本论文的主要工作是研制一台激光冲击强化电源，该电源的作用是稳定可靠地触发脉冲氙灯，并为脉冲氙灯的弧光放电提供足够能量。
设计一台好的激光冲击强化电源，首先需要对电源负载特性进行研究。本文主要针对激光器工作物质、脉冲氙灯参数、储能电容容量及充电电压、调Q装置的选择进行详细分析，并以此为依据设计电源总体方案、具体电路结构和控制策略方法。
本文研制的激光冲击强化电源主要由氙灯驱动电源、高压脉冲触发电源以及相应的时序控制电路和保护电路组成。氙灯驱动电源采用基于电压电流双闭环控制电路的IGBT全桥逆变结构，输出电压0~3000V连续可调；高压脉冲触发电源依据脉冲氙灯的负阻性特征，设计输出脉冲电压峰值为30kV，触发脉宽20~50μs；电源的放电时间间隔可调，可满足5s、10s、20s、30s、40s、50s、手动单次的放电要求。
针对安装好的激光冲击强化电源，进行了相应主电路调试和时序控制电路调试，并测试研究了储能电容的充电电压、电容容量和放电回路中电感参数对脉冲氙灯放电电流的影响。
最后，使用该激光冲击强化电源在试样上做了冲击强化试用性试验，从实际的冲击斑点可以看出，使用该激光冲击强化电源可以在试件上得到明显的冲击斑点。