殘餘拉應力必須被改成壓應力。
最常見的方法是噴丸。
高速鋼丸撞擊表面,讓表層產生塑性變形,從而形成壓應力。但飛輪裂紋位於輪緣內側深處,普通噴丸只能影響幾百微米,拉應力帶最深達到六毫米。
雷射衝擊可以更深。
強雷射在金屬表面產生等離子衝擊波,將壓應力送入材料內部。
問題是,大功率雷射裝置進不了飛輪真空艙狹窄間隙,拆出轉子又來不及。
周野把一圈柔性銅帶貼在輪緣內側。
銅帶上佈置數百個微型放電點。
每個點透過電容瞬間釋放能量,銅箔區域性汽化,產生短促等離子衝擊。能量遠小於大型雷射,卻能讓多個放電點按順序重複作用。
它不是高溫燒灼。
每次衝擊只有微秒,表面平均溫升不到十度。
放電點外側覆蓋一層透明約束膜。
沒有約束,銅箔汽化能量會向真空艙散開;薄膜把膨脹限制在表面附近,讓衝擊波更多進入鋼材。膜片每完成一百次放電便自動換位,避免燒蝕殘渣黏在輪緣上。
梁師傅看著一圈藍白閃光沿輪緣緩慢移動:“火是冷的?”
“金屬還沒來得及變熱,衝擊已經結束了。”周野說。
“那就叫跑得快的火。”
第一輪處理覆蓋一米試驗段。
表層壓應力達到目標,三毫米深處卻出現波浪形分佈。
數百個放電點之間存在重疊。
重疊太少,會留下拉應力空白;重疊太多,區域性塑性變形又會讓輪緣產生細小凸起。
一百二十噸轉子不允許沿圓周出現幾十微米高低差。
試驗段處理後,團隊先用白光干涉測量表面。
第一版重疊區出現三十七微米凸起,雖然肉眼不可見,滿速離心力卻會把它放大成周期振動。那一米區域被重新微磨,所有放電序列也被迫推倒重來。
“冷火”不發熱,並不代表可以隨便多打一遍。
周野讓放電點不再等間距排列。
前一輪衝擊反射波在輪緣厚度方向來回傳播。下一點若在反射波返回時放電,兩道壓縮波可以在拉應力最強深度疊加。
放電位置與時間共同決定處理深度。
輪緣厚度並非處處相同。
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