一种基于激光冲击强化的铝合金搅拌摩擦焊对接接头强韧化方法

1.本发明涉及铝合金搅拌摩擦焊接头焊后强化技术领域，具体涉及一种基于激光冲击强化的铝合金搅拌摩擦焊对接接头强韧化方法。


背景技术：

2.高强铝合金由于具有比强度高、耐腐蚀性能强及疲劳寿命好等诸多优点，近年来广泛应用与轨道交通、船舶制造、航空航天及军工武器制造中。搅拌摩擦焊技术作为固相焊的一种，用于焊接铝合金时可以保证铝合金母材不发生熔化，可基本消除熔焊过程中存在的问题，获得高强铝合金搅拌摩擦焊力学性能也显著高于传统熔化焊接头。但是搅拌摩擦焊过程产生的机械搅拌力和摩擦热会导致焊接接头各区域中晶粒形貌、晶粒尺寸及析出相出现明显的差异，焊核区直接受到搅拌针的机械搅拌作用，经受充分的塑性变形和焊接热循环，最终导致析出相溶解，晶粒组织为细小的等轴晶；而热机影响区受到的塑性变形和焊接热均远低于焊核区，仅有部分原始晶粒转变为等轴晶，但是大部分晶粒为拉长变形的粗大柱状晶组织，该区域受热后析出相也发生严重的溶解和粗化，导致热机影响区的力学性能最低。最终接头各区域之间显微结构和力学性能出现明显的不均匀性，热机影响区由于硬度和屈服强度最低，在拉伸过程中会较早的出现早期的应变集中，导致接头断裂于此区域，通过常规的焊接方法及焊接参数的优化无法有效解决接头软化区不对称的问题，制约了接头拉伸性能的进一步提高。因此，采用合理的焊缝强化方法解决高强铝合金搅拌摩擦焊接头各区域力学性能差异大的对焊接接头对进一步提高力学性能有重要的意义。
3.常见的铝合金搅拌摩擦焊接头强化方式主要有焊后热处理强化和焊缝表面强化。焊后热处理可以释放搅拌摩擦焊接头轴肩作用区的残余拉应力集中，还可以稳定接头各区域组织，提高组织均匀性。但是对于尺寸较大的焊接结构件难以进行整体的热处理，并且热处理工艺通常较为复杂，生产效率低。焊缝表面强化技术是通过特殊工艺对焊缝表面进行加工，从而提高焊缝的各项力学性能，搅拌摩擦焊焊缝强化中常用的方法有喷丸强化、超声强化和激光冲击强化，三种强化方法均是通过外力作用在材料表面产生一定的塑性变形从而诱导近表面产生位错活动，通常可以导致材料表层发生晶粒细化、优化残余应力分布。然而喷丸强化通常需要使用微米级别弹丸，工作环境较差，需要设置专用的喷丸房间，提高生产成本；超声强化过程会大大提高接头表面粗糙度，容易破坏搅拌摩擦焊接头表面完整性，引入其他表面缺陷，并且在超声冲击需要使用尺寸较大的超声换能器和冲击头，不可精确控制冲击强化位置。
4.激光冲击强化技术原理是通过高能量密度激光束在材料表面产生等离子爆炸冲击波从而诱导材料发生塑性变形，为一种非接触式的强化方法，可达性好绿色环保，质量稳定，在钛合金、不锈钢、高温合金、铝合金强化领域已有较为广泛的应用。目前针对焊接接头的激光冲击强化方法均和金属母材强化方法相同，采用大面积、全覆盖的激光光斑路径，对整个焊缝区域进行无差别的强化，最终无论是金属母材还是焊接接头在激光冲击强化后虽
然都可以明显提高材料的屈服强度及抗拉强度，但材料的延伸率会大幅度减小，出现明显的加工硬化特征。
5.铝合金搅拌摩擦焊接头由于其各区域力学性能差异较大，可视为一种非均质复合材料，铝合金搅拌摩擦焊接头的硬度较低的位置与拉伸过程中的应变集中位置有较好的对应关系，接头在拉伸过程中总是在局部力学性能最低的区域发生应变集中直至断裂，因此可以通过激光冲击强化可进行精准局部强化的工艺优势调控不同区域的力学性能，大幅提升接头薄弱区域力学性能，增加各区域之间的均匀性从而提高接头整体拉伸性能，防止强化过程造成严重的加工硬化导致接头塑性降低。但现有的铝合金搅拌摩擦焊激光冲击强化技术还未有合理的激光冲击强化区域规划方法，尚不存在通过调控铝合金搅拌摩擦焊接头不同区域局部力学性能优化接头整体力学性能的激光冲击强化方法。


技术实现要素：

6.本发明针对现有铝合金搅拌摩擦焊对接接头激光冲击强化方法的不足，提出一种根据接头分区合理规划强化区域的激光冲击强化方法。
7.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于激光冲击强化的铝合金搅拌摩擦焊对接接头强韧化方法，包括以下步骤：（1）在铝合金板件的搅拌摩擦焊对接接头的整个软化区位置表面及背面布置吸收层和约束层；（2）对整个焊缝软化区正、反两面对称区域进行低能量密度激光冲击强化；（3）然后仅对焊缝前进侧热机影响区和后退侧热机影响区正、反两面对称区域进行高能量密度激光冲击强化，不对搅拌区位置进行激光冲击强化；（4）去除接头表面及背面吸收层及约束层，即可得到强韧化的铝合金搅拌摩擦焊接头。
8.进一步的，根据接头水平维氏硬度分布曲线确定接头实际软化区位置和宽度、前进侧热机影响区位置和宽度、后退侧热机影响区位置和宽度及焊核区位置和宽度。
9.进一步的，由于铝合金母材硬度相对稳定，可以根据接头水平维氏硬度分布曲线左右两端硬度接近于水平分布的数据点计算出母材的平均硬度，将硬度低于95%母材平均硬度的区域判定为接头软化区，从曲线中测量软化区宽度及与焊缝中心线相对位置，搅拌针直接作用区域判定为接头搅拌区，搅拌区宽度为搅拌针直径，并以焊缝中心对称分布；结合搅拌针旋转方向和焊接方向的相对关系，确定前进侧热机影响区、后退侧热机影响区的宽度和相对位置。
10.进一步的，所述铝合金板件可以为任一种系列铝合金，优选二系铝合金和六系铝合金。
11.进一步的，步骤（2）中低能量密度激光冲击强化参数为：单脉冲能量2~5j，低能量密度脉冲激光光斑尺寸1~4mm，方形或圆形光斑，光斑搭接率30~70%，强化次数1~2次。
12.步骤（2）对整个软化区位置进行初步的强化，目的是在接头整个软化区正、反面表面产生一定的塑性变形，产生对称的残余压应力层，在整个接头软化区近表面产生一定的位错结构，但不产生严重的加工硬化效果降低接头塑性。
13.进一步的，步骤（3）中高能量密度激光冲击强化参数为：单脉冲能量10~25j，高能量密度脉冲激光光斑尺寸1~2mm，方形或圆形光斑，光斑搭接率50%~80%，强化次数1~5次。
14.进一步的，步骤（3）使用单激光束分别对焊缝正面的前进侧热机影响区和后退侧热机影响区进行强化，或者采用双光束激光同时对焊缝正面的前进侧热机影响区和后退侧热机影响区进行强化，然后采用相同的方式对焊缝背面对称区域进行强化此步骤主要是为了在热机影响区产生较大的塑性变形，诱导此区域粗大的晶粒发生晶粒细化并提高局部位错密度，产生细晶强化和位错强化效果，弥补此区域的严重软化，使得前进侧热机影响区、后退侧热机影响区及搅拌区之间的力学性能更加均匀。
15.进一步的，所述吸收层为10~100μm厚的铝箔、黑胶带或黑漆；所述约束层为1~3mm厚的流动水层或k9玻璃。
16.进一步的，所述接头水平维氏硬度分布曲线绘制方法包括以下步骤：1）根据搅拌摩擦焊工作台工装夹具尺寸，切取合适尺寸的铝合金母材模拟件，并采用实际生产所用焊接设备及焊接参数进行模拟件的对接焊接；2）从模拟件上取出金相试样，将焊缝截面进行打磨抛光至镜面后测试接头水平维氏显微硬度分布，测试时应在距离焊缝上表面0.8mm深度水平方向进行硬度测试，硬度测试试验力为50~300g，测试点间距为0.1~1mm，测试长度等于金相试样长度，每个金相试样均采用相同的测试参数进行水平显微硬度测试，计算所有金相试样硬度测试结果对应各点平均值，以焊缝中心线作为坐标原点，将各点平均值对应坐标与硬度值对应起来绘制接头水平维氏硬度分布曲线。
17.进一步的，由于模拟件制备过程母材尺寸若过小会导致散热条件、夹持约束状态与实际生产产生过大的区别，步骤1）中模拟件长度大于30cm，宽度大于20cm。
18.进一步的，步骤2）中金相试样采用电火花线切割的方法进行切割，取样位置至少距离焊缝起始端和结束端5cm，焊缝中心必须位于金相试样中心，金相试样长度超过焊接过程所选用轴肩直径10~40mm，搅拌摩擦焊工艺较为稳定，但也不可避免在同一道焊缝不同区域可能会存在焊缝轮廓的微小差异，因此金相试样取3~5个，取样间距大于50mm；金相试样采用3.5~0.5μm抛光膏抛光至镜面。
19.本发明对铝合金搅拌摩擦焊接头的强化原理为：搅拌区初始组织为细小的等轴晶，局部的硬度及屈服强度等力学性能较高，而热机影响区晶粒粗大且强化析出相溶解粗化严重，力学性能最差，由于接头在受到轴向拉伸载荷时为各区域等同于串联在一起的整体，因此接头整体力学性能好坏主要由热机影响区局部性能决定。首先通过低能量密度激光对整个软化区正、反面对称区域进行激光冲击强化，可在接头表面产生残余压应力场，并在接头各区域近表面产生一定量的位错结构，产生一定程度的位错强化；通过采用大功率密度激光对前进侧和后退侧热机影响区正、反面对称区域进行激光冲击强化，有针对性的在这两个区域产生明显的晶粒细化，打碎原本粗大晶粒，并且在这两个区域中产生密度更高的位错，实现更加明显的细晶强化和位错强化，从而弥补这两个区域严重的软化，提高这两个区域的屈服强度。针对不同区域的强化可以有效缩小搅拌区、前进侧热机影响区和后退侧热机影响区的硬度差距，使得各区域之间的局部力学性能更加均匀，在拉伸过程中应变也能更加均匀得分布在各区域之间，最终实现接头整体屈服强度和延伸率的协同提高。
20.本发明的增益效果为：
1、本发明弥补了常规针对铝合金搅拌摩擦焊接头激光冲击强化后延展性大幅降低的局限性，本发明通过设计独特的冲击强化区域对接头局部力学性能进行调控，促进接头在拉伸过程中的应变更加均匀分布在整个接头内，实现了接头强度与延伸率的协同提高。
21.2、本发明采用接头硬度分布来精确确定接头各区域宽度及相对位置，再结合激光冲击强化可控性的优势，可更加精确地调控接头不同区域进行晶粒尺寸及位错密度，从而获得更加均匀的局部力学性能。
22.3、本发明采用模拟件确定接头硬度分布，且仅需采用常规激光冲击强化设备，不需要根据搅拌摩擦焊构件仅需额外设备的开发，可操作性强，成本低。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1为模拟件金相试样取样示意图。
25.图2为金相试样截面显微硬度测试位置示意图。
26.图3为本发明实施例1绘制的硬度分布曲线。
27.图4为本发明中激光冲击强化流程示意图。
28.图5为本发明中激光冲击强化对不同冲击区域进行强化时的激光光斑运动路径示意图。
29.图6为采用本发明实施例1获得的铝合金搅拌摩擦焊接头强化前后的拉伸曲线（a）和接头性能统计对比图（b）。
30.图7为采用本发明对比例1获得的铝合金搅拌摩擦焊接头强化前后的拉伸曲线（a）和接头性能统计对比图（b）；图8为采用本发明对比例2获得的铝合金搅拌摩擦焊接头强化前后的拉伸曲线（a）和接头性能统计对比图（b）；图9为采用本发明对比例3获得的铝合金搅拌摩擦焊接头强化前后的拉伸曲线（a）和接头性能统计对比图（b）。
31.图中：1-模拟件；2-金相试样取样位置；3-模拟件搅拌摩擦焊焊缝；4-金相试样；5-水平显微硬度测试位置；6-所需强化的实际工件搅拌摩擦焊焊缝；7-焊缝中心线；8-接头软化区范围；9-前进侧热机影响区范围；10-搅拌区范围；11-后退侧热机影响区；12-约束层；13-吸收层；14-低能量密度激光冲击强化区域；15-高能量密度激光冲击强化区域；16-低能量密度脉冲激光光斑；17-激光光斑运动路径；18-高能量密度脉冲激光光斑。
具体实施方式
32.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范
围。
33.本发明首先采用相同材料和焊接参数制作模拟试样测试焊接接头截面水平硬度分布，确定接头软化区总宽度、热机影响区宽度及焊核区宽度，然后采用不同的激光冲击强化参数对不同区域进行激光冲击强化，提高接头局部性能均匀性，发挥焊核区的变形潜力，从而在大幅度提高接头屈服强度的同时保证接头整体延伸率有所上升。
34.结合图1~图5详细描述本发明提供的一种基于激光冲击强化的铝合金搅拌摩擦焊接头强韧化方法：（1）根据搅拌摩擦焊工作台工装夹具尺寸，从实际生产中所用的铝合金焊接母材（2219铝合金）上切取长度大于30cm，宽度大于20cm的试样件焊接母材，并采用实际生产所用焊接设备及焊接参数进行模拟件的对接焊接，得到模拟件1;（2）从焊接好的模拟件1上的模拟件焊缝3区域量取金相试样取样位置2，采用电火花线切割的方法在金相取样位置2处切取金相试样4，金相试样取样位置2的位置至少距离焊缝起始端和结束端5cm，焊缝中心线6必须位于金相试样4中心，金相试样为了保证完全包含接头每个区域，金相试样4长度应超过焊接过程所选用轴肩直径10~40mm，金相试样取3~5个，取样间距大于50mm，将焊缝截面进行打磨、采用3.5~0.5μm抛光膏抛光至镜面，然后在距离金相试样4上表面0.8mm深度确定水平显微硬度测试位置5，硬度测试试验力为50~300g，测试点间距为0.1~1mm，测试长度等于金相试样长度，每个金相试样均采用相同的测试参数进行水平显微硬度测试；（3）计算所有金相试样硬度测试结果对应各点平均值，以焊缝中心线7作为坐标原点，将各点平均值对应坐标与硬度值对应起来绘制硬度分布曲线，由于金相试样显微硬度测试宽度大于焊接接头宽度，包含了部分母材区域，母材硬度分布较为平稳，因此可以选取硬度分布曲线左右两侧接近水平分布的数据点硬度数值计算出母材的平均硬度，然后判定硬度低于95%母材平均硬度的区域为接头软化区，从图中测量其宽度及与焊缝中心线7相对位置，根据搅拌针直径确定搅拌区相对位置及宽度，结合搅拌针旋转方向和焊接方向的相对关系，确定前进侧热机影响区、后退侧热机影响区的宽度和相对位置；（4）在所需强化的实际工件搅拌摩擦焊缝6表面根据步骤（3）中所测值硬度值确定整个接头的软化区范围8，并进一步在软化区中确定搅拌区10、前进侧热机影响区9和后退侧热机影响区位置11，并在整个软化区范围8表面及焊缝背面对称位置布置10~100μm厚的铝箔、黑胶带或黑漆作为吸收层13，1~3mm厚的流动水层或k9玻璃作为约束层12；（5）首先对整个软化区范围8进行低能量密度激光冲击强化激光冲击强化，参数为：单脉冲能量2~5j，低能量密度脉冲光斑尺寸1~4mm，可使用方形或圆形光斑，光斑搭接率30~70%，强化次数1~2次，为了保证残余应力分布对称，还需对焊缝背面对称区域进行激光冲击强化，目的是产生一定残余压应力层，在整个接头软化区近表面产生一定的位错结构，但不产生严重的加工硬化降低接头塑性；（6）然后仅对前进侧热机影响区9和后退侧热机影响区位置11进行高能量密度激光冲击强化，不对搅拌区8位置进行激光冲击强化，可以使用单激光束分别对焊缝正面前进侧热机影响区和后退侧热机影响区进行强化，也可采用双光束激光同时对两个区域进行强化，然后采用相同工艺对焊缝背面对称区域进行强化，此步骤主要是为了在热机影响区产生较大的塑性变形，诱导此区域粗大的晶粒发生晶粒细化并提高局部位错密度，弥补此区
域的严重软化，使得前进侧热机影响区、后退侧热机影响区及搅拌区之间的力学性能更加均匀，具体参数为：单脉冲能量10~25j，高能量密度脉冲激光光斑尺寸1~2mm，可使用方形或圆形光斑，光斑搭接率50%~80%，强化次数1~5次，为了保证残余应力分布对称，还需对焊缝背面对称区域进行激光冲击强化。
35.（7）最终去除吸收层13及约束层12，即可得到强度与延伸率协同提高的高质量铝合金搅拌摩擦焊接头。
36.实施例1本实施例中所要强化的接头为7mm厚2219铝合金搅拌摩擦焊对接接头，焊接所用搅拌头直径10mm，轴肩直径25mm，焊接旋转速度500rpm，焊接速度170mm/min。采用本发明提供的强化方法进行激光冲击强化。首先根据实际搅拌摩擦焊工作台工装夹具尺寸，从实际生产中所用的2219铝合金焊接母材上切取两块长度为50cm，宽度为30cm的试样件焊接母材，并且采用搅拌头直径10mm，轴肩直径25mm配合焊接旋转速度500rpm，焊接速度170mm/min等焊接参数进行模拟件的对接焊接，得到模拟件1。在距离模拟件1焊缝起始端和结束端10cm的区域量取3个金相试样取样位置2，金相试样取样位置间距60mm，采用电火花线切割的方法在金相取样位置2处切取金相试样4，金相试样4的长度为60mm，将焊缝截面进行打磨、采用3.5μm抛光膏抛光至镜面，然后在距离金相试样4上表面0.8mm深度确定水平显微硬度测试位置5，选用硬度测试试验力值200g，测试点间距1mm，测试长度等于金相试样长度，对每个金相试样均采用相同的测试参数进行水平显微硬度测试。计算所有金相试样硬度测试结果对应各点平均值，以焊缝中心线7作为坐标原点，将各点平均值对应坐标与硬度值对应起来绘制硬度分布曲线，见图3，由于金相试样显微硬度测试宽度大于焊接接头宽度，包含了部分母材区域，从硬度分布曲线图3中可以看出在左右两侧母材区域的硬度分布接近于水平线，因此通过将两侧数据点求取平均值可以计算出母材的平均硬度为147hv，判定硬度低于95%母材平均硬度的区域为接头软化区，即硬度在140hv以下的区域为软化区，从图3中测量其总宽度为37.5mm，在前进侧宽度为18.5mm，后退侧宽度19mm，搅拌针直径为10mm，因此定搅拌中心坐标点为0mm，0mm~5mm和-5mm~0mm为搅拌区，结合搅拌针旋转方向和焊接方向的相对关系，确定前进侧热机影响区为5mm~19mm、后退侧热机影响区为-18.5mm~-5mm。在所需强化的实际工件搅拌摩擦焊缝6表面根据步骤（3）中所测值硬度值确定整个接头的软化区范围8，并进一步在软化区中确定搅拌区10、前进侧热机影响区9和后退侧热机影响区位置11，并在整个软化区范围8表面及焊缝背面对称位置布置50μm厚的铝箔作为吸收层13，1mm厚的流动水层约束层12。首先对整个软化区范围8进行低能量密度激光冲击强化激光冲击强化，参数为：单脉冲能量2j，低能量密度脉冲光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率50%，强化次数1次，为了保证残余应力分布对称，还需对焊缝背面对称区域进行激光冲击强化。然后仅对前进侧热机影响区9和后退侧热机影响区位置11进行高能量密度激光冲击强化，不对搅拌区8位置进行激光冲击强化，使用单激光束分别对前进侧热机影响区和后退侧热机影响区进行强化，再使用相同的工艺对焊缝背面对称区域进行强化，此步骤主要是为了在热机影响区产生较大的塑性变形，诱导此区域粗大的晶粒发生晶粒细化并提高局部位错密度，弥补此区域的严重软化，使得前进侧热机影响区、后退侧热机影响区及搅拌区之间的力学性能更加均匀，具体参数为：单脉冲能量15j，高能量密度脉冲激光光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率70%，强化次数3次，为了保证残余应力分布对称，还需对焊
缝背面对称区域进行激光冲击强化。最终去除吸收层13及约束层12，即可得到强度与延伸率协同提高的高质量铝合金搅拌摩擦焊接头。
37.图6为采用本专利提供的强化方法获得的搅拌摩擦焊接头的拉伸曲线和拉伸性能统计，可以看出强度大幅度提升，尤其是屈服强度提高大约56%，延伸率并没有降低反而提高了6%，实现了接头性能的强韧化。
38.对比例1本对比例中所要强化的接头与实施例1中相同，采用常规大面积强化方法进行激光冲击强化。由实施例1可知，软化区宽度为37.5mm，该实施例中强化区域要宽于软化区，全面覆盖热机影响区、搅拌区和部分母材区，最终强化区域宽度为50mm。首先采用小能量密度激光冲击强化，参数为：单脉冲能量2j，低能量密度脉冲光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率50%，强化次数1次，然后采用相同参数焊缝背面对称区域进行激光冲击强化。然后使用高能量密度对上述强化区域进行大面积强化，具体参数为：单脉冲能量15j，高能量密度脉冲激光光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率70%，强化次数3次，然后再对焊缝背面对称区域采用相同参数进行激光冲击强化。
39.图7为本对比例中采用常用的大面积激光冲击强化方法获得的搅拌摩擦焊接头的拉伸曲线与拉伸性能统计，可以发现虽然强度有明显提升，但是延伸率下降了大约25%，出现严重的加工硬化效应，无法实现强韧化。说明本发明中提供的分区强化方法对接头性能强韧化是非常重要的。
40.对比例2本对比例中所要强化的接头与实施例1中相同，采用实施例1中提供的分区方法确定了软化区、搅拌区、前进侧和后退侧热机影响区范围进行分区强化，但是强化过程中激光功率密度不改变。首先对整个软化区范围进行高能量密度激光冲击强化，具体参数为：单脉冲能量15j，高能量密度脉冲激光光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率70%，正反面对称区域各强化1次，然后继续使用高能量密度激光冲击强化对前进侧热机影响区和后退侧热机影响区位置进行强化，不对搅拌区位置进行激光冲击强化，具体参数为：单脉冲能量15j，高能量密度脉冲激光光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率70%，正反面对称区域强化3次。
41.图8为本对比例中只采用高能量密度激光冲击进行分区强化获得的搅拌摩擦焊接头的拉伸曲线与拉伸性能统计，可以发现虽然强度有明显提升，但是延伸率下降了大约13%，出现明显的加工硬化效应，无法实现强韧化。说明本发明中提供的激光能量密度选择方法对接头性能强韧化是非常重要的。
42.对比例3本对比例中所要强化的接头与实施例1中相同，采用实施例1中提供的分区方法确定了软化区、搅拌区、前进侧和后退侧热机影响区范围进行分区强化，但是强化过程中激光功率密度不变。首先对整个软化区范围进行低能量密度激光冲击强化，具体参数为：单脉冲能量4j，低能量密度脉冲光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率50%，正反面对称区域各强化次数1次，然后继续使用低能量密度激光冲击强化对前进侧热机影响区和后退侧热机影响区位置进行强化，不对搅拌区位置进行激光冲击强化，具体参数为：单脉冲能量4j，低能量密度脉冲光斑尺寸2mm，使用圆形光斑，光斑搭接率50%，正反面对称区域各强化次数3
次，图9为本对比例中只采用低能量密度激光冲击进行分区强化获得的搅拌摩擦焊接头的拉伸曲线与拉伸性能统计，可以发现虽然强度提升效果明显减弱，且延伸率仍下降了4%，无法实现强韧化。再次说明本发明中提供的激光能量密度选择方法对接头性能强韧化是非常重要的。
43.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
44.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。