【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞秒激光表面处理，具体涉及一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法。
技术介绍
1、胶结连接技术是一种利用特殊的胶黏剂将不同材料组件连接在一起的技术，可以有效地将金属等材料连接在一起，以形成坚固的结合结构（可称之为“胶接接头”），可减少应力集中问题，同时成本低、强度高且损伤容限高，目前已广泛应用于航空航天、电子和医学等领域。
2、在实际应用中，往往由于粘接界面结合强度不足，而导致胶接接头在服役过程中过早失效，为提高胶接接头中被粘部件之间的粘接强度，现有技术中，在对被粘部件用胶黏剂进行粘结前，通常利用传统的机械处理、化学处理和等离子体处理等表面处理方法实现对被粘部件的表面处理，以形成可改变被粘部件表面粗糙度和表面接触角的表面结构，进而增大被粘部件之间粘接界面的结合强度。但是，在使用现有技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
3、利用传统的表面处理方法存在不可控的问题，无法实现对被粘部件表面微纳结构加工的精密控制，会对被粘部件的粘接界面产生不可控的表面缺陷，而不可控的表面缺陷不可避免地会大大降低粘接界面的显微硬度、残余应力、疲劳强度等表面完整性能，从而降低胶接接头的使用寿命；另外，传统的表面处理方法还会产生污染环境的耗材，存在环境污染问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本专利技术提供了一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用
3、第一方面，本专利技术提供了一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，包括：
4、根据被粘部件的特征参数和待对所述被粘部件待进行胶接加工的加工参数，构建得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型；其中，所述特征参数包括材料类型；
5、基于所述仿生结构模型，获取对所述被粘部件进行飞秒激光加工的表面加工路径；
6、根据所述被粘部件的材料类型，从预设的强化数据库中获取与所述被粘部件匹配的目标飞秒激光强化工艺参数；
7、基于所述目标飞秒激光强化工艺参数，采用飞秒激光器对所述被粘部件进行表面微纳结构加工作业，且进行表面微纳结构加工作业时在所述被粘部件表面的飞秒激光加工路径与所述表面加工路径一致，以便得到表面处理后被粘部件。
8、在一个可能的设计中，所述特征参数还包括结构参数，所述加工参数包括应用场景信息和粘接界面位置信息；对应地，根据被粘部件的特征参数和待对所述被粘部件待进行胶接加工的加工参数，构建得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型，包括：
9、根据所述结构参数，构建得到所述被粘部件的三维结构模型；
10、根据所述应用场景信息获取所述被粘部件的目标界面结构类型，并根据所述粘接界面位置信息获取与所述目标界面类型匹配的界面结构模型参数；
11、基于所述界面结构模型参数，在所述三维结构模型的粘接界面构建表面微纳结构模型；
12、根据所述三维结构模型和所述表面微纳结构模型，得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型。
13、在一个可能的设计中，根据所述三维结构模型和所述表面微纳结构模型，得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型，包括：
14、对所述表面微纳结构模型进行粘接强度仿真测试，以便对所述表面微纳结构模型进行优化，得到优化后表面微纳结构模型；
15、将所述三维结构模型和所述优化后表面微纳结构模型进行组合处理，得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型。
16、在一个可能的设计中，所述强化数据库中存储有与不同种材料类型对应的飞秒激光强化工艺参数，任一所述飞秒激光强化工艺参数均包括激光功率、扫描速度、重复频率和光斑搭接率。
17、在一个可能的设计中，基于所述目标飞秒激光强化工艺参数，采用飞秒激光器对所述被粘部件进行表面微纳结构加工作业前，所述方法还包括：
18、通过超声波清洗机对所述被粘部件进行超声波清洗；
19、利用乙酸乙酯溶液对超声波清洗后的被粘部件的粘接界面进行二次清洗；
20、对二次清洗后的被粘部件进行干燥处理。
21、在一个可能的设计中，得到表面处理后被粘部件后，所述方法还包括：
22、对所述表面处理后被粘部件进行涂胶作业，以便加工得到胶接接头。
23、在一个可能的设计中，加工得到胶接接头后，所述方法还包括：
24、对所述胶接接头进行胶粘性能测试。
25、第二方面，本专利技术提供了一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工系统，用于实现如上述任意一项所述的协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法；所述协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工系统包括：
26、模型构建模块，根据被粘部件的特征参数和待对所述被粘部件待进行胶接加工的加工参数，构建得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型；其中，所述特征参数包括材料类型；
27、加工路径确认模块，与所述模型构建模块通信连接，用于基于所述仿生结构模型，获取对所述被粘部件进行飞秒激光加工的表面加工路径；
28、工艺参数获取模块，用于根据所述被粘部件的材料类型，从预设的强化数据库中获取与所述被粘部件匹配的目标飞秒激光强化工艺参数；
29、表面加工驱动模块，分别与所述加工路径确认模块和所述工艺参数获取模块通信连接，用于基于所述目标飞秒激光强化工艺参数，采用飞秒激光器对所述被粘部件进行表面微纳结构加工作业，且进行表面微纳结构加工作业时在所述被粘部件表面的飞秒激光加工路径与所述表面加工路径一致，以便得到表面处理后被粘部件。
30、第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，包括：
31、存储器，用于存储计算机程序指令；以及，处理器，用于执行所述计算机程序指令从而完成如上述任意一项所述的协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法的操作。
32、第四方面，本专利技术提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，所述计算机程序或所述指令在被计算机执行时实现如上述任意一项所述的协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法。
33、本专利技术的有益效果为：
34、本专利技术公开了一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法、系统、设备及产品，本专利技术通过利用高能量、短脉冲的飞秒激光实现对被粘部件表面微纳结构的加工，加工精密度高，可控性强，环境污染小，相比现有技术，可极大程度地降低被粘部件表面结构的缺陷，同时利用飞秒激光诱导的高压冲击波在被粘部件表面形成残余压应力，从而实现粘结强度与表面完整性能的协同提升，延长胶接接头的整体使用寿命。具体地，本专利技术在实施过程中，首先根据被粘部件的特征参数和待对所述被粘部件待进行胶接加工的加工参数，构建得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型；然后，基于所述仿生结构模型，获取对所述被粘部件进行飞秒激光加工的表面加工路径；同时根据所述被粘本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：所述特征参数还包括结构参数，所述加工参数包括应用场景信息和粘接界面位置信息；对应地，根据被粘部件的特征参数和待对所述被粘部件待进行胶接加工的加工参数，构建得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型，包括：
3.根据权利要求2所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：根据所述三维结构模型和所述表面微纳结构模型，得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型，包括：
4.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：所述强化数据库中存储有与不同种材料类型对应的飞秒激光强化工艺参数，任一所述飞秒激光强化工艺参数均包括激光功率、扫描速度、重复频率和光斑搭接率。
5.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：基于所述目标飞秒激光强化工艺参数，采用飞秒激光器对所述被粘部件进行表面微纳结构加工作
6.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：得到表面处理后被粘部件后，所述方法还包括：
7.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：加工得到胶接接头后，所述方法还包括：
8.一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工系统，其特征在于：用于实现如权利要求1至7中任意一项所述的协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法；所述协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于：包括：
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于：所述计算机程序或所述指令在被计算机执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法。
...【技术特征摘要】
1.一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：所述特征参数还包括结构参数，所述加工参数包括应用场景信息和粘接界面位置信息；对应地，根据被粘部件的特征参数和待对所述被粘部件待进行胶接加工的加工参数，构建得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型，包括：
3.根据权利要求2所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：根据所述三维结构模型和所述表面微纳结构模型，得到与所述被粘部件匹配的仿生结构模型，包括：
4.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激光加工方法，其特征在于：所述强化数据库中存储有与不同种材料类型对应的飞秒激光强化工艺参数，任一所述飞秒激光强化工艺参数均包括激光功率、扫描速度、重复频率和光斑搭接率。
5.根据权利要求1所述的一种协同提升表面完整性与粘结强度的飞秒激...
【专利技术属性】
技术研发人员：周留成，潘鑫磊，张新彬，杨飞，谢岑超，罗思海，何卫锋，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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