高强钢的光纤激光焊接性能

为了研究焊接参数对光纤激光焊接熔深和熔宽的影响,采用2 kW光纤激光器对780 MPa高强钢板进行了焊接.研究了离焦量、焊接速度、脉冲频率和峰值功率占比对熔深和熔宽的影响,并对不同焊接速度得到的焊缝组织进行了光学显微镜、SEM和硬度分析.研究表明,在离焦量范围为-5~+1 mm时,随着离焦量的增加,熔深的变化不大,熔宽逐渐减小;焊接速度小于150 mm/min的情况下,熔深和熔宽与焊接速度成反比,而与焊接结合速度成正比;方形波或三角形波激光焊接时,脉冲频率对熔深和熔宽的影响很小.在方形波脉冲激光焊接时,影响焊接熔深的主要因素是暂载率而不是脉冲频率.经研究确定焊缝金属中存在柱状贝氏体(BC)组织.     

脉冲激光加工连杆裂解槽数值仿真

建立了YAG脉冲激光加工裂解槽三维瞬态温度场有限元模型,并对热源加载形式、离焦量、材料热物理性能参数、单元生死等技术问题进行了分析。对激光在C70S6高碳微合金非调质钢上移动切割裂解槽进行了数值模拟,得到不同切割参数下槽深、槽宽及温度场,总结出光斑直径、激光功率、脉宽、加工速度等参数对裂解槽加工的影响规律。将数值分析结果与激光切槽试验进行了对比,对激光加工裂解槽工艺参数的选择提出了建议。     

干气密封螺旋槽的激光加工工艺研究

干气密封环螺旋槽的加工质量对干气密封性能有非常显著的影响。为了获得较高的螺旋槽加工质量,并能对螺旋槽加工工艺提供有效指导,利用LM-20型光纤激光标刻机对干气密封常用的碳化硅(SiC)陶瓷材料和碳化钨(WC)硬质合金材料进行了螺旋槽激光加工工艺研究。分别考察了激光功率、扫描速度、填充间距、重复频率、标刻次数等工艺参数对螺旋槽深度h_g和底表面粗糙度R_a的影响;并选用激光功率、扫描速度、重复频率、标刻次数作为4个因素,分别取3个水平对WC的正交试验结果进行了分析。试验结果表明:加工工艺参数对螺旋槽深度h_g和底表面粗糙度R_a均有一定的影响,合理的工艺参数有助于提升螺旋槽的加工质量;SiC和WC材质密封环合理的工艺参数范围分别为:激光功率为8～10 W和12～14 W,扫描速度为600～1 000 mm/s和500～800 mm/s,填充间距均为0.01～0.014 mm,重复频率为50～60 kHz和20～30 kHz,标刻次数为4～6次和2～4次。正交试验结果显示:重复频率对槽深h_g的影响最为显著,其次为标刻次数、扫描速度和激光功率。扫描速度对底表面粗糙度R_a的影响最为显著,其余因素对底表面粗糙度R_a的影响较小。标刻次数与激光功率、激光功率与扫描速度、扫描速度与频率的交互作用均较弱,对槽底表面加工精度的影响不大。     

连杆预制裂纹槽激光加工工艺参数

为研究激光器工艺参数对连杆预制裂纹槽的影响规律,本文采用YAG固体激光器对捷达轿车连杆进行了预制裂纹槽的切割加工试验.通过改变激光器的功率、切割速度、脉宽、频率、入射角等参数研究各参数对预制裂纹槽加工质量的影响规律.试验结果表明:采用氩气作为辅助气体,高功率密度与低扫描速度有利于提高裂纹槽质量;重复频率的提高会导致裂纹槽宽度增加,当重复频率由26 Hz增加到36 Hz时,槽宽增加0.05 mm左右;入射角取15~30°时切割的裂纹槽质量较好.     

脉冲式激光焊接电流及脉宽对紫铜薄板焊接的影响

采用XR-AW300脉冲激光设备,研究了脉冲式激光焊接电流和脉宽对0.5mmT2紫铜薄板焊缝成形的影响。在离焦-2mm、焊接速度80mm/min、频率6Hz及氩气保护条件下,激光焊接电流和脉宽可以在欠焊与过焊之间形成若干组合。通过对单面焊双面成形焊缝特征值的分析,得到优质焊缝所需要的激光焊接电流和脉宽参数范围分别为200~215A、4.0~4.5ms。     

送粉激光熔敷耐磨涂层制备工艺与组织结构

采用20%WC作为镍基自熔合金的掺杂增强相，研究了该复合材料在送粉激光熔敷工艺条件下的熔敷层显微组织、显微硬度与熔敷工艺规范间关系，得出了在实验条件下的优化工艺参数：激光功率为2．5kW(光斑离焦量60mm)；扫描速度为2．4mm／s；送粉量为3．0g／min．     

铝基复合材料激光焊工艺参数对焊缝成形和熔深的影响

为系统研究焊接参数的变化对焊缝成形和熔深的影响规律，探索脉冲激光焊接最佳工艺参数，采用脉冲激光工艺对SiCp/6061Al复合材料进行焊接试验研究。结果表明，脉冲激光焊接过程中，激光功率、脉冲频率、焊接速度、离焦量等参数的变化，均能对焊缝成形和熔深产生显著影响，进而影响焊缝的微观组织和宏观的拉伸强度。其中激光功率和焊接速度是最主要的影响因素。     

选择性激光熔化AlSi10Mg合金组织形貌及其拉伸性能

在不同激光功率、扫描速度等工艺参数条件下,使用选择性激光熔化设备(SLM100)3D打印成型Al Si10Mg合金拉伸试样,采用Olympus BX5光学显微镜与JEOL JSM-6490LV型扫描电子显微镜观察成型试样的显微组织形貌,研究激光功率、扫描速度对试样拉伸性能的影响。结果显示:成型试样的显微组织呈鱼鳞状或长条状,相互搭接且组织尺寸较小;在激光功率为190 W时,试样抗拉强度随扫描速度降低而增大,当扫描速度为800 mm/s时抗拉强度最高可达371 MPa,固定此扫描速度,抗拉强度随着功率增大而增大;试样的断裂方式为准解理断裂;保持激光能量密度不变,采用高功率、高扫描速度(320 W,1 600 mm/s)成型的试样抗拉强度更大,达到451 MPa。     

钛粉SLM成型特性的研究

实验研究Ti粉在选择性激光熔化(SLM)工艺成型过程中的成形特性.通过单道实验确定最佳激光功率、扫描速度,单层实验确定扫描间距、扫描策略,最后通过块体成形实验确定铺粉层厚.实验得到的最佳工艺参数范围为,激光功率:80~100 W;扫描速度:20~60mm/s;扫描方式:跳转变向;扫描间距:0.09~0.12mm;铺粉层厚:0.05~0.1mm.     

基于正交试验设计的铝/钢激光深熔点焊参数优化

通过激光匙孔点焊技术实现铝与钢的焊接. 通过正交试验方法对铝/钢进行激光匙孔点焊试验,研究时间、功率和离焦量对接头力学性能的影响程度. 结果表明,激光功率对铝/钢激光匙孔点焊接头的力学性能影响最大,离焦量次之,焊接时间影响最少,最优参数为激光功率2.85 kW、离焦量22 mm、持续时间3 s,拉伸载荷达到1470 N. 焊缝处生成锥形熔化区,界面处无裂纹,生成包含Fe₃Al、FeAl和FeAl₂等金属间化合物(IMCs),最大显微硬度(HV)达到810.     

双脉冲输出激光器设计

激光器作为一种重要的辅助光源已被广泛应用于用于材料加工、激光加工、精密测量和精密加工等工业环境中。文章设计了一种双脉冲输出光器,对其进行了理论及实验装置结构设计,并对设计进行了可行性验证试验,结果表明:在LD泵浦源的激励下,产生了最高功率达到0.57 W的双脉冲绿色激光;随着泵浦源电流的增大,得到的绿色激光的光功率越大,直到其达到峰值;通过光电转换,采用高速示波器进行双脉冲的光信号采集,检测出激光脉冲的周期和脉宽均为20μs。     

雨刮器压铸模具激光填丝焊修复性能

为了解决模具表面龟裂问题,采用激光技术和仿生技术相结合的方法进行修复。利用激光填丝焊修复的方法,在模具试样表面制备修复层,对修复层进行组织观察、硬度分析及X射线能谱分析,得出激光填丝焊修复的最优工艺参数为电流180 A,离焦量-10 mm,激光脉宽8 ms,填丝速度0.032 m/min,并对修复的模具进行热疲劳试验和寿命测试。试验结果表明,利用激光填丝焊修复受损模具,提高模具表面硬度,有效细化组织晶粒,延长模具使用寿命,为压铸模具修复提供一种新的思想。     

长脉冲固体激光器输出特性研究

在Nd:YAG激光器被动调Q的基础之上加宽泵浦灯脉冲宽度,使其达到毫秒数量级,研究此时的脉冲能量、脉冲宽度、脉冲个数等的脉冲输出激光的特性.实验结果表明,长脉冲激光器的脉冲峰值功率不高,但是平均功率远远大于普通脉冲激光器.     

铝合金轮毂激光去毛刺工艺

为了高效去除汽车铝合金轮毂边缘的毛刺,利用2 k W光纤激光加工系统对铝合金轮毂进行去毛刺工艺研究,确定了最佳工艺参数.通过光学显微镜对轮毂横断面的宏观形貌进行表征.结果表明,当激光束从轮毂内侧进行扫描时,轮毂的毛刺完全被去除,原有尖边受激光处理后形成了R=0.5 mm的圆角.当激光束由外侧进行扫描且激光的入射角较小时,熔融区域的宽度较小.当离焦量为0 mm时,毛刺的去除效果较好.激光束的扫描速度对毛刺的去除效果影响不大.相比激光的内侧扫描,激光在外侧扫描时熔融区域的宽度较大.     

双异质结半导体激光器（DHL）的研制

采用液相外延（ＬＰＥ）技术成功地研制出室温脉冲激发的ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａｌ－ｘＡｓ双异质结激光器．脉冲电压３０Ｖ，频率１０ｋＨｚ，脉冲宽度约１μｓ，脉冲功率约１０ｍＷ，波长８５６．７ｎｍ．较详细地介绍了器件制作的后工艺过程．     

脉冲参数主动匹配式micro-EDM脉冲电源

为了提高微细电火花加工(micro-EDM)效率,设计了一种脉冲参数主动匹配式micro-EDM脉冲电源．采用等能量加工的方法,对不同的脉冲匹配参数进行加工效率对比实验,设计了脉冲参数主动匹配式脉冲电源的结构、功能和控制策略,并进行了加工实验验证．结果表明: 选定合适的脉宽和脉间参数,使极间电容单次充电和单次放电,可获得最高的加工效率;该电源脉冲参数可根据极间电压和极间电容的大小自动调整;进行微小孔加工,加工连续性较好,加工效率和加工质量较高．利用该电源可进行微细加工,加工效率较传统电源有显著的提升,并能保证较高的加工质量．