激光表面改性

激光表面改性技术在改善材料表面性能,提高材料使用寿命方面具有突出的优越性.随着研究的深入,激光表面改性技术在工业中的应用逐步扩大.对工业应用中比较常见的激光熔覆、激光表面熔凝、激光相变硬化、激光冲击强化、激光表面合金化等激光表面改性技术进行了综述,并在此基础上展望了激光表面改性技术的发展前景.     

镁合金的激光表面处理技术

评述了激光表面熔凝、激光表面合金化和激光表面熔覆技术用于镁合金表面处理中提高其耐蚀性和耐磨性的机制,以及这些表面处理技术的研究现状。并探讨了激光表面处理技术在镁合金应用中存在的问题和该技术的发展前景。     

激光在镁合金表面处理中的应用

综述了激光在镁合金表面处理中的应用现状。诸多实验表明,激光表面熔凝、合金化以及激光熔覆都可提高镁合金的硬度、耐摩擦和耐腐蚀等表面性能。镁合金激光表面处理技术具有宽广的应用前景。     

激光表面改性技术的现状与进展

本文介绍了激光相变硬化、激光熔凝与激光上釉、激光合金化、激光熔敷等几种常用的激光表面改性技术的研究现状与最新进展，并简要介绍了几种新的激光表面改性技术。     

铝合金的激光表面热处理现状

综述了通过激光合金化、激光涂覆、激光熔凝，激光冲击，激光表面强化等表面热处理，改善铝合金表面硬度，耐磨性，抗疲劳等力学性能的研究现状及应用效果。     

激光表面改性技术的现状与进展

本文介绍了激光相变硬化、激光熔凝与激光上釉、激光合金化、激光熔敷等几种常用的激光表面改性技术的研究现状与最新进展，并简要介绍了几种新的激光表面改性技术。     

激光表面处理技术的现状及发展

简述了激光表面改性的研究和发展现状，特别是激光表面淬火、激光熔敷、激光表面合金化和激光熔覆等4种技术，对各项技术的原理、特点和国内外研究现状分别加以描述。最后，还指出了激光表面改性技术存在的问题和发展前景。     

激光相变硬化在CrMo铸铁汽车模具中的应用

利用不同的激光工艺参数对CrMo铸铁汽车模具表面进行了激光相变硬化试验,探讨了激光工艺参数对激光相变硬化层的深度、显微硬度的分布及组织结构变化的影响.结果表明,适当的工艺参数可使试样的表面硬度得到不同程度地提高,同时可以消除表面裂纹,显著提高汽车模具的使用寿命.     

轧辊表面激光强化与修复技术的应用现状

总结了轧辊主要失效方式和轧辊强化与修复的技术应用概况，并分别从激光淬火、激光熔凝、激光合金化和激光熔覆四个方面介绍轧辊激光表面强化与修复的研究和应用现状，最后分析了轧辊激光表面强化与修复存在的问题。     

纳秒激光直写表面辅助下紫铜的激光焊成形及接头组织和性能

针对紫铜激光焊高反射率问题,提出了一种纳秒激光直写表面辅助下紫铜激光焊方法.利用纳秒激光对紫铜待焊区表面进行激光直写,产生覆盖有纳米颗粒的周期微结构,提高吸收率从而实现激光焊.阐述了纳秒激光直写表面降反作用机理,研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响,对焊接接头的组织和力学性能进行了分析.结果表明,纳秒激光直写表面能够有效降低紫铜对激光的反射率;随着焊接激光功率增加,焊缝成形由宽而浅变为窄而深;焊缝区结晶以铜晶粒为晶核呈柱状晶生长,且柱状晶尾部呈弯曲状指向焊接方向,并非指向中截面生长,树枝状束粗细均匀;通过线扫描发现表面纳秒激光直写处理对紫铜焊缝冶金行为几乎没有影响,仅在距离焊缝表面53μm范围内存在少量O元素,而焊缝内部几乎没有氧等异质引入,均为紫铜的单相固溶体;接头的抗拉强度为母材的81.4%,焊缝中心硬度为65.8 HV0.1,断口表现为延性断裂,焊缝保持一定塑性.     

激光束焊接参数对AZ31B镁合金力学性能和显微组织的影响

研究激光束焊接工艺参数如激光功率、焊接速度和焦点位置对AZ31B镁合金力学性能和显微组织的影响。采用不同的激光功率、焊接速度和焦点位置焊接了9种接头。焊接接头的拉伸性能与焊接区的微观组织和硬度有关。结果表明,采用激光功率2500W,焊接速度5m/min,焦点位置-1.5mm时,所得的接头具有优良的拉伸性能。焊接区细晶粒的形成、较高的融化区硬度、均匀分布的细小析出物是得到优良拉伸性能的主要原因。     

纳秒激光微刻蚀取向硅钢的形貌特征及磁性能

为有效降低取向硅钢铁损、改善其磁性能，采用红外纳秒激光对取向硅钢进行微刻蚀试验。利用3D共聚焦显微镜、扫描电镜与能谱仪研究典型工艺参数下的硅钢表面烧蚀形貌特征及表面质量，利用铁损仪测试不同刻蚀参数下取向硅钢的铁损、相对磁导率等磁性能参数及动态磁滞回线，对比分析刻痕前后磁性能的变化行为、规律及磁滞特性。结果表明：激光刻痕后，硅钢的铁损、相对磁导率、矫顽力及剩磁等性能得到明显改善，铁损的改善表现在高磁感强度下、相对磁导率的改善表现在低磁场强度下，回线特性得到优化。扫描速度为800 mm/s、脉冲能量为0.25 mJ时，刻痕边界呈近似规则的“波浪线”，且刻痕表面质量较高，铁损降低高达11.6%、剩磁降低12.8%等；刻痕后相对相对磁导率明显提高，提高约为5.7%~15.16%，最大可达2.598×10⁴。激光频率与扫描速度的耦合关系是影响刻痕边界形状与磁畴细化效果的重要因素。     

Effect of Laser Oscillation on the Microstructure and Mechanical Properties of Laser Melting Deposition Titanium AlloysEI北大核心CSCD

针对激光熔化沉积冶金组织与缺陷,借鉴激光摆动焊接技术,提出一种激光摆动送粉增材制造TC4钛合金工艺,借助激光原位摆动改变熔池运动轨迹进而影响温度梯度和凝固速率,改善增材制造钛合金的微观组织。利用OM、SEM、EBSD和Vickers硬度计研究了激光摆动送粉增材制造工艺对TC4钛合金微观组织演变及力学性能的影响。结果表明,无摆动激光熔化沉积实验的最佳工艺参数为:激光功率1000 W,扫描速率8 mm/s,送粉速率6.92 g/min;直线型激光摆动的最佳工艺参数为:摆动频率200 Hz,摆动幅度1.5 mm。直线型激光摆动对熔池形貌改善显著,气孔和裂纹等缺陷较少,柱状晶数量和尺寸均有所减小,并且晶粒出现了等轴化的现象。相比无摆动样品,激光摆动后Ti-6Al-4V合金单道区域平均晶粒尺寸从5.20μm减小到4.37μm;硬度从418.00 HV提升到428.75 HV。     

5052铝合金双光点激光焊接组织与性能

双光点激光焊接能够明显改善铝合金在激光焊接时容易产生气孔、咬边等焊接缺陷的情况且焊接过程稳定,是近几年焊接工作者研究较多的新兴焊接方法。在对5052铝合金进行双光点激光焊接工艺研究基础上,着重对2．0mm厚5052铝合金双光点激光焊接接头组织与性能进行了研究。观察了单、双光点激光焊接接头组织,并测试了焊接接头各区域的显微硬度及室温拉伸力学性能,观察了断口形貌。结果表明,双光点激光焊接接头组织得到细化,接头各区域硬度高于母材,但低于单激光焊接接头。焊接接头抗拉强度略高于单激光焊接接头及母材,断后伸长率相差不大。     

钛及钛合金的激光表面改性研究现状

硬度低、耐磨性能差是制约钛合金发展的关键问题,而激光表面改性处理是解决这一问题的有效途径。结合近年来激光表面改性处理的研究进展,综述了激光表面处理的影响因素,激光表面处理表层的组织、性能及缺陷控制,并指出了目前存在的问题和今后研究的重点方向。     

工模具材料激光表面强化处理应用与发展

介绍了激光表面淬火、激光表面熔覆、激光表面合金化、激光熔凝的特点和在工模具材料上的应用.通过激光强化处理改善了工模具材料表面硬度、耐磨性、抗疲劳等力学性能.最后指出了实际应用中存在的问题及今后需要深入研究的方向.     

镀锌板的激光剪拼焊工艺及接头性能研究

剪裁激光拼焊坯板在汽车工业生产中得到了广泛而成功的应用，由于需要成本很高的激光焊接设备和昂贵的高精剪设备，过高的投资限制了其在实际生产中得进一步推广使用，尤其是中小批量的生产。针对这一问题。提出用激光切割代替高精剪，在同一台激光器上实现汽车用镀锌板的剪裁和拼焊工艺，并在自行设计的激光切割拼焊数控机床上时SGCD3和WLZn两种镀锌扳用激光切割的方法剪裁后直接进行激光拼焊，并检测了焊接接头的拉伸强度、弯曲、冲压和焊缝成形等性能指标。试验结果表明，镀锌板的激光剪裁拼焊接头性能符合实际使用要求，在同一台激光加工设备上实现镀锌板的激光切割剪裁后再直接进行激光拼焊的工艺方法是可行的。     

激光冲击强化的影响参数与发展应用

激光冲击强化是一种先进表面技术,其利用激光诱导形成的等离子冲击波对金属材料进行强化,因具有强化效果更佳、可操控性更强和适用性更好等技术优势,得到了越来越广泛的应用与研究,对提高部件的疲劳性能和延长材料使用寿命具有重要作用。简要介绍了激光冲击强化技术的发展概况,分别从激光工艺参数、约束层与吸收保护层、冲击角度等影响参数进行了重点分析与总结。激光工艺参数是影响强化效果的最重要因素,选取最佳的激光功率密度、最优的光斑搭接率、适当的冲击次数以及合适的脉冲宽度可以明显提高强化效果。针对不同的材料形态,应选取合适的约束层和吸收保护层,提高激光透光率的同时防止材料表面烧蚀。此外还需考虑激光冲击强化的冲击角度,选择合适的冲击角度,能够对复杂的结构进行强化。综合考虑激光冲击强化的影响参数,可为得到最佳激光冲击强化效果提供重要的理论参考。     

激光化学气相沉积(连载之二)

介绍了激光化学气相沉积的基本原理,较详细地讲述了制备金属薄膜、金刚石薄膜、类金刚石薄膜、氢化非晶硅薄膜、化合物半导体薄膜及绝缘体薄膜等所用的激光器、工艺参数以及薄膜的性能.     

Corrosion behavior of HVOF-sprayed and Nd-YAG laser-remelted high-chromium,nickel-chromium coatings

Thermal spray processes are widely used to deposit high-chromium, nickel-chromium coatings to improve high temperature oxidation and corrosion behavior. However, despite the efforts made to improve the present spraying techniques, such as high-velocity oxyfuel (HVOF) and plasma spraying, these coatings may still exhibit certain defects, such as unmelted particles, oxide layers at splat boundaries, porosity, and cracks, which are detrimental to corrosion performance in severe operating conditions. Because of the process temperature, only mechanical bonding is obtained between the coating and substrate. Laser remelting of the sprayed coatings was studied in order to overcome the drawbacks of sprayed structures and to markedly improve the coating properties. The coating material was high-chromium, nickel-chromium alloy, which contains small amounts of molybdenum and boron (53.3% Cr, 42.5% Ni, 2.5% Mo, 0.5% B). The coatings were prepared by HVOF spraying onto mild steel substrates. A high-power, fiber-coupled, continuous-wave Nd:YAG laser equipped with large beam optics was used to remelt the HVOF-sprayed coating using different levels of scanning speed and beam width (10 or 20 mm). Coating that was remelted with the highest traverse speed suffered from cracking because of the rapid solidification inherent to laser processing. However, after the appropriate laser parameters were chosen, nonporous, crack-free coatings with minimal dilution between coating and substrate were produced. Laser remelting resulted in the formation of a dense oxide layer on top of the coatings and full homogenization of the sprayed structure. The coatings as sprayed and after laser remelting were characterized by optical and electron microscopy (OM, SEM, respectively). Dilution between coating and substrate was studied with energy dispersive spectrometry (EDS). The properties of the laser-remelted coatings were directly compared with properties of as-sprayed HVOF coatings.