飞秒激光加工单晶金刚石制备正前角磨削工具

目的制造一种磨粒有序排布、具有正前角的无结合剂端面金刚石磨削工具。方法采用波长为1030 nm、脉宽为250 fs的钛蓝宝石飞秒激光对单晶金刚石(SCD)进行烧蚀加工,首先研究加工工艺参数(特别是烧蚀轨迹间距)对金刚石加工效率及表面质量的影响。采用预先设计的激光扫描路径,基于优化后的工艺参数在SCD表面加工出微磨粒阵列结构,各磨粒呈方锥台形结构,其顶部倾斜角约为100°。在此基础上,对微磨粒阵列进行烧蚀加工,将所有微磨粒顶部的倾斜角减小至小于90°。结果当激光烧蚀轨迹间距为10.0μm时,烧蚀加工表面RMS粗糙度最小。确定了一种微磨粒边缘倾斜角小于90°且磨粒有序排布的新型无结合剂金刚石端面磨削工具的激光制备方法和工艺,采用该工艺加工的磨削工具表面质量好,轮廓精度高,磨粒平均正前角约为9.80°。结论采用飞秒激光可以高质量、高效率地制备出磨粒有序排布的新型正前角无结合剂金刚石端面磨削工具,该工具有望在硬脆材料磨削中减小磨削力,提高材料表面完整性。     

2060铝锂合金扫描填丝焊接工艺

针对铝锂合金焊后易产生气孔、抗拉强度低的缺点，提出“∞”形激光扫描填丝焊接工艺方法，以2 mm厚2060铝锂合金为研究对象开展对接焊接试验研究，探究激光扫描填丝焊接方法对铝锂合金焊接缺陷抑制作用. 借助高速相机摄像系统，探究了激光扫描填丝焊接工艺下熔池的动态演变过程，同时探究了扫描参数对焊缝气孔的影响规律及扫描填丝工艺对气孔的抑制机理. 采用曲面响应统计方法探究工艺参数对抗拉强度的影响，并给出工艺参数组合与抗拉强度的定量关系及最优参数组合，焊接接头最大抗拉强度可达382 MPa，为母材的76.4%. 结果表明，“∞”形激光扫描填丝焊接工艺下熔池流动平稳，小孔喷发强度较弱且呈现出周期性；“∞”形激光扫描填丝焊接工艺可以有效抑制焊缝气孔，提高铝锂合金焊接质量.     

钢-铝激光焊接的关键技术与未来趋势展望

汽车车身多材料结构要求两种不同类型的材料进行连接(如钢-铝、铸铁-铝、铝-镁等).激光焊热量集中,热源能准确控制,应力应变小,与其他焊接方法相比,更适合于钢、铝异种材料的焊接.在分析钢-铝焊接难点的基础上,总结了当前钢-铝激光焊接中常见的焊接缺陷、接头连接形式、表面处理及填加焊料,着重概括了激光焊接工艺参数对焊缝质量的影响,指出钢-铝激光焊接技术未来的发展趋势是设计与开发柔性化夹具,加强钢-铝激光焊接工艺参数优化、焊接缺陷控制、合金元素填料筛选、FeAl脆性金属间化合物与延塑性较好金属间化合物的形成条件、Fe/Al界面结合机理等方面的基础研究,期望为激光焊接多材料车身结构提供重要的技术参考.     

车身覆盖件3维激光切割的特殊工艺处理

为了研究车身覆盖件3维激光切割的工艺技术特性,采用3维5轴联动激光切割装备以及自动编程软件PEPS Pentacut分析了车身覆盖件3维激光切割的特殊工艺,提出了切割过程中特殊工艺的处理方法并通过切割试验进行了验证.结果表明,在实际的3维激光切割过程中,针对碰撞问题,通过添加工艺点,调整切割头方向,使其偏离法线方向一个角度便可消除;针对过烧缺陷,通过修改工艺点法线的方向和密集程度、采用脉冲激光或采用空气作为辅助气体等措施可以有效避免;针对变形难题,通过均布夹钳或修改程序等方法可有效解决.兼顾切割质量和效率,应在穿孔、上下坡及转角的轨迹段采用脉冲激光,在平缓轨迹段采用连续激光.采用3维激光切割技术取代传统工艺的修边模和冲孔模进行车身覆盖件的加工,可以大幅度地降低成本,缩短新车型的研发周期,具有良好的经济价值和应用前景.     

镀锌钢一6016铝合金异种金属加入中间夹层铅的激光焊接

对1．2mm厚镀锌钢板和1．15mm厚6016铝合金平板试件进行了加入中间夹层铅的激光搭接焊试验,通过调整焊接工艺参数获得最佳焊接成形,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、x射线衍射、微机控制电子万能试验机等手段研究了焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、主要物相与接头力学性能．结果表明,在钢／铝激光焊中添加中间夹层铅,焊接接...     

脉冲激光切向整形径向修锐青铜金刚石砂轮

对脉冲光纤激光切向整形和径向修锐青铜结合剂金刚石砂轮技术进行了理论分析和试验研究。理论分析了激光切向整形和径向修锐青铜结合剂金刚石砂轮的机理,总结提出了决定脉冲激光修整效果的4个关键工艺参数:激光功率密度、激光光斑重叠率、激光扫描轨迹线重叠率及激光循环扫描次数。试验研究了这4个工艺参数对修整后砂轮表面磨粒石墨化变质层、磨粒磨削刃锋利程度、结合剂表面平整度及磨粒出刃高度的影响规律,并分别找到了在本试验条件下的理想值。     

基于CNN的金刚石砂轮激光修锐参数优化

采用正交试验法对青铜金刚石砂轮进行激光修锐试验,并对其激光修锐参数进行优化。通过卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）对砂轮表面图片进行像素级的金刚石磨粒识别,提取磨粒面积信息,求出磨粒突出高度,利用统计分布规律得到突出高度得分和最佳区间比率2个激光修锐质量评价指标。利用提出的评价指标对试验得到的砂轮激光修锐图片进行质量评价,并进行极差分析。结果表明:平均功率是影响修锐质量最大的因素。最优的修锐工艺参数为:平均功率,35 W;重复频率,100 kHz;转速,300 r/min;扫描速度,1.0 mm/min。      

冷轧钢与高强度镀锌钢的CO2激光拼焊研究

用CO2激光对不同厚度的汽车车身用冷轧钢及高强度镀锌钢进行了大量的焊接试验,得出了最优工艺参数,对焊接接头进行了微观组织分析、机械性能试验和杯突试验.结果表明,焊接接头力学性能优于母材冷轧钢,焊缝塑性低于母材,因此激光拼焊板冲压成型部位应避开焊缝.     

声光调Q Nd:YAG脉冲激光修锐树脂结合剂CBN砂轮

采用声光调Q Nd:YAG脉冲激光径向辐照，对树脂结合剂CBN砂轮进行修锐试验研究。研究了单脉冲激光辐照下，平均功率，脉冲频率和离焦量等参数对烧蚀凹坑深度的影响，由此可方便获得合适的激光修锐参数；分析了声光调Q YAG脉冲激光修锐树脂CBN砂轮的选择性去除机理，观察并比较了声光调Q脉冲激光，连续激光和机械法修锐后砂轮表面的地形地貌，试验表明声光调Q Nd:YAG脉冲激光径向辐照修锐树脂CBN砂轮，可获得更为良好的修锐效果。