上世纪80年代后期,欧洲、日本、以色列等国家和地区纷纷开展了激光冲击强化技术研究。但从公开报道的资料看,到目前为止,国际上还只有美国将激光冲击强化实际应用。上世纪90年代在美国高频疲劳研究国家计划等支持下,美国利佛莫尔国家实验室和GE、MIC公司等联合深入开展了激光冲击强化技术的理论、 工艺和设备的研究,使激光冲击强化技术获得了很大发展,逐步走向了实用,用于F110、F101、F414等发动机的生产和修理。其中,F110、 F101发动机在使用中发生多次风扇叶片故障,迫使F101每飞25小时和F110每天第一次飞行前要做一次能够发现0。127mm裂纹的精细检查,采用激光冲击强化解决了这一问题。
进入21世纪之后,激光冲击强化技术的应用取得了长足的进展。美国空军为提高激光冲击强化生产效率做出了很大的努力,设置了4个重要的制造技术计划(Air Force Manufacturing Technology Programmes),取得了许多重要进展,解决了提高激光冲击强化生产效率和可移动式生产等工业应用问题。2002年以来,美国已将激光冲击强化大规 模用于航空部件的制造和修理中,例如,美国MIC公司将激光冲击强化技术用于军民用喷气发动机叶片以改善其疲劳寿命,不但提高了飞机发动机的安全可靠性,而且每月可节约飞机保养费几百万美元、节约零件更换费几百万美元。美国预计仅仅战斗机发动机叶片的处理,就能节约成本超过10亿美元。2003年, 美联邦航空局(FAA)和日本亚细亚航空(JAA)将激光冲击强化批准为飞机关键件维修技术,当年这项技术即被用于波音777飞机的零部件处理。
2004年,美国激光冲击技术公司(LSPTechnologies, Inc。, LSPT)与美国空军实验室开展了F/A-22上F119发动机钛合金损伤叶片激光冲击强化修复研究,对具有微裂纹、疲劳强度不够的损伤叶片,经过激光冲击处理后,疲劳强度为413。7MPa,完全满足叶片使用的设计要求379MPa,取得了巨大成功。此外,对叶片楔形根部进行激光冲击处理后,其微动疲 劳寿命至少提高25倍以上。目前,激光冲击强化技术已大量用于F119-PW-100发动机整体叶盘等部件的生产。LSP公司还提出了对飞机蒙皮铆接结构 强化的专利,应用可移动激光设备在飞机装配现场对铆接后的铆钉及其周围强化,效果明显。
从2005年开始美国又将激光冲击强化逐步扩大到大型汽轮机、水轮机叶片以及石油管道、汽车关键零部件等的处理。据报道仅石油管道焊缝的处理就能达到10亿美元以上的收益。
国内开展激光冲击强化研究的单位主要有中国科学技术大学、空军工程大学等单位。中国科技大学强激光技术研究所研制出了国内首台实验用的激光冲击处理机,空军工程大学与西安天瑞达光电技术有限公司等多家单位合作,对激光冲击强化技术的强化机理、关键技术、成套设备和在航空发动机上的应用工艺进行了大量研究,现已研制出适合强化高温合金、钛合金等高强度材料用的HGN-1、HGN-2型高能脉冲激光器,以及脉冲能量为25J,重复频率达到1Hz的YAG 激光器及其强化生产成套设备,制定了航空部件冲击强化工艺操作流程和质量检查规范,并在西安蓝鹰电器设备公司建立了激光冲击强化示范生产线,为该技术在 航空工业上的应用上奠定了基础。目前我国激光冲击强化已经可以实现复杂曲面(如叶片)双面激光冲击强化。
目前该激光冲击强化生产线与美国基本相当,实现了系统的集成控制,对强化过程的关键参数进行实时监控,脉冲工作频率1~2Hz;研制的Nd:YAG激光器比美国同类激光器性能指标更高,用于激光冲击强化,与美国钕玻璃(Nd:Glass)激光器效果相当。