激光衝擊強化(Laser shock peening，LSP)是近幾年發展起來的一種新型表面強化技術，目前在美國已廣泛應用於航空發動機關鍵結構件的表面強化。該技術已成為先進發動機葉片強化的必選技術之一。它的應用大幅度提高了構件的抗疲勞壽命，在航空、航天、石油、核電、汽車等領域有着廣泛的應用前景。

　　精確的“光爆炸”優良的“免疫力”

　　該技術是利用高峰值功率密度(>109W/cm2)的脈衝激光透過約束層後作用於金屬靶材表面的吸收層上，產生受約束的高壓(>1GPa)等離子體，產生的衝擊波使金屬材料表層產生塑性變形，獲得表面殘餘壓應力，從而提高結構疲勞性能。激光衝擊強化是激光加工中峰值功率最高的，產生的等離子體相當於在材料表面產生小爆炸，但由於作用時間極短(納秒量級)，熱作用僅在吸收層幾微米深度，對待強化構件是一種衝擊波作用的冷加工，可以獲得光滑的微米級凹陷、毫米級殘餘壓應力層。

　　相比噴丸而言，激光衝擊強化可以獲得更深的殘餘壓應力層，更光滑的表面，更易於精確控制。對發動機鈦合金葉片而言，一旦葉片邊緣因外物破壞形成缺口，其疲勞強度急劇減低，而激光衝擊強化獲得的殘餘壓應力層能很好阻止或者延緩裂紋萌生，提高結構的疲勞壽命和安全性，相當於在關鍵結構關鍵部位獲得“免疫力”。激光衝擊強化在不改變設計的基礎上能很好提高其疲勞性能，在葉片邊緣、孔槽結構、焊接結構、轉接R等關鍵部位均有很好的應用價值。

　　中國1997年開始在發動機葉片上採用激光衝擊強化技術，目前在F119發動機風扇和壓氣機整體葉盤採用激光衝擊強化技術提高疲勞壽命4～5倍。除發動機外，F-22飛機機身孔結構、T-45艦載機攔阻杆等結構均採用激光衝擊強化提供疲勞壽命，大大延長了檢修周期。日本採用激光衝擊強化核反應堆壓力容器焊縫，提高了焊縫抗應力腐蝕性能。

　　激光衝擊強化技術的“先鋒隊”

　　中航工業製造所是國內最早開始激光衝擊強化的單位之一，擁有專門的研究團隊和較強的科研實力。歷經十幾年的穩步發展，在應用基礎研究、專用裝備研製、工藝技術研究、標準制定等多層次取得了一系列成果，為該技術在我國的發展奠定了堅實的基礎：在國內率先開展發動機鈦合金葉片的激光衝擊強化技術研究，進而突破了航空發動機整體葉盤激光衝擊強化的多項關鍵技術;從國際合作研製強脈衝激光器到自我研製高頻率強脈衝激光器，開發激光衝擊強化設備;從圓形光斑轉化到方形光斑激光衝擊強化，成功解決了葉片薄壁結構邊緣變形和殘餘應力衝突的技術難題;採用柔性光學關節和小型激光加工頭，實現了隱蔽面的激光衝擊強化;分析了激光衝擊強化高溫合金後殘餘應力釋放慢的特性，突破了渦輪盤榫齒等難強化面表面強化的瓶頸;針對行業內對新技術執行規範的高度關注，適時發布了激光衝擊強化航空行業標準。中航工業製造所為工廠激光衝擊強化提供技術支持及成果轉讓，為航空製造領域推廣應用激光衝擊強化技術做出了自己應盡的貢獻。目前，製造所已實現整體葉盤的強化，將為長壽命、高性能的發動機設計提供一項關鍵技術。

　　長壽命製造技術的新選擇

　　隨着先進製造技術的發展，對航空裝備關鍵結構件的服役壽命要求越來越高，減重增效是先進裝備製造技術的永恆目標。製造所着眼行業需求，深入開展激光衝擊強化應用於金屬材料的焊接結構、機身孔結構、重點疲勞區轉接R等的抗疲勞製造技術研究，正在更廣泛的領域為關鍵構件的抗疲勞製造做出應有的貢獻。