CO2激光切割对金属材料性能影响的研究

激光喷氧切割金属也是一种热切割工艺，虽然产生的热影响区较小，变形较小，但其毕竟会产生出一定的热影响区。为了保证某些产品另件的质量，例如航空产品，就需要研究切割材料的热影响区的大小，工艺参数，以及热影响区内材料性能的变化。     

硅酸铝短纤维强化铝基复合材料的激光切割

研究探讨了硅酸铝强化铝基复合材料的激光切割工艺对切口宽度及热影响区的影响.研究发现,2000WCO2激光在1～8m/min速度下切割厚度1～4.2mm复合材料时,可以得到全切透、宽度小的切口和较小的热影响区.由于激光切割时的热作用,热影响区显微组织不同于复合材料本体,硅酸铝细微发生了部分熔化,在随后冷却中出现了富硅析出相.     

激光切割碳纤维复合材料的温度场仿真

为了揭示激光切割碳纤维复合材料过程中温度场的分布规律、材料对能量的吸收和传递规律以及热影响区的形成机制,采用碳纤维复合材料为研究对象,建立激光切割碳纤维复合材料的多物理场模型,计算仿真了激光切割碳纤维复合材料过程中温度场分布及激光参量对碳纤维复合材料温度和热影响区影响规律,得到了激光切割碳纤维复合材料过程中的3维温度场分布。结果表明,激光切割过程中,碳纤维复合材料表面温度场近似为椭圆形,且碳纤维复合材料中能量的传递和扩散主要沿着碳纤维铺设方向;激光功率20W、光斑半径100μm、切割速率50mm/s的激光沿垂直于碳纤维铺设方向切割时,激光光斑作用处碳纤维温度远低于树脂层温度;随着切割光斑半径和激光功率的增加,碳纤维复合材料中最高温度逐渐增加,热影响区逐渐增大;随着切割速率的增加,碳纤维复合材料中最高温度逐渐减小,热影响区逐渐变小。该研究为了解激光切割碳纤维复合材料过程中的热损伤机理及材料高质高效的加工提供了一定的理论指导。     

飞秒激光钻孔

概述了飞（10^-15）秒级激光钻孔的特征与优点,采用飞（10^-15）秒级激光钻孔可得到无“热影响区”的精细孔,其孔壁平均粗糙度Ra≤0．1μm,位置度≤1％,飞（10^-15）秒级激光技术在PCB行业、汽车工业和航空航天工业等有着广阔的用途。     

激光工艺参数对玻璃陶瓷孔锥度和热影响区的影响北大核心CSCD

通过析因设计实验,研究了工艺参数对氟金云母玻璃陶瓷激光加工孔锥度和热影响区(HAZ)的影响,建立了孔锥度和HAZ厚度与工艺参数之间的回归方程,并对工艺参数进行了优化。实验结果表明,激光加工工艺参数对孔锥度和HAZ的影响程度按强弱依次为电流、离焦量、脉宽和重复次数。此外,孔锥度和HAZ还受电流和离焦量、电流和脉宽之间交互作用的影响。建立的回归方程能够较好地描述孔锥度和HAZ厚度与工艺参数之间的关系,由此获得了最优的激光加工工艺参数:电流150A,脉宽2ms,重复次数3次,离焦量2.18mm。     

中性盐溶液辅助激光加工试验研究

针对激光加工存在再铸层、热影响区(HAZ)的致命缺陷,提出了中性盐溶液辅助激光加工(SALM)方法,利用中性盐溶液对材料的热化学作用和持续冷却作用在线去除再铸层和热影响区.基于激光在中性盐溶液下衰减的特性研制了试验系统,并对0.5 mm厚的不锈钢片进行了打孔试验,通过对该方法与空气中激光打孔(LBM)加工效果的比较,证实了中性盐溶液辅助激光加工的可行性.试验结果表明,随着盐溶液浓度及流速的增加,中性盐溶液辅助激光加工对于再铸层和热影响区的去除效果越明显;流速5 m/s,质量分数为20%的NaCl溶液辅助激光加工可实现再铸层的厚度减少80%,热影响区的范围缩小90%以上.     

利用飞秒激光器进行精密加工的研究动向与未来展望

1 引言 在利用连续振荡激光器或纳秒激光器进行材料加工时,主要是通过加热和熔化实现加工.近年来,在倍受关注的飞秒激光材料加工中,可利用多光子吸收或忽略热影响实现精细加工,因此飞秒激光器现已成为下一代工业加工工具的研究热点.     

镍镀层对微波组件用铝合金壳体激光焊接的影响

研究了镍镀层对铝合金壳体激光焊接工艺的影响。采用不同的焊接参数和不同的镀镍类型分析了镍对铝合金的激光焊接影响;然后通过X-ray荧光厚度测试仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、切片分析及显微硬度等手段对镀镍铝合金壳体激光焊接的焊缝形貌、焊缝与基体的硬度变化进行了分析。研究结果表明,在合适的焊接参数下,镀镍的铝合金壳体可以实现激光焊接。不同类型的镍镀层对激光焊接影响不同,电镀氨基磺酸镍和磷质量分数小于10%的化学镍对铝合金壳体激光焊接影响较小,均可实现激光焊接。而镍镀层中磷质量分数大于10%易使焊缝产生裂纹、气孔等缺陷,影响铝合金壳体的密封性能。金相分析也显示,镀镍铝壳体的焊缝熔深大于0.5mm,焊缝形貌致密,内部无裂纹等缺陷。显微硬度结果显示,硬度沿着热影响区方向由大逐渐变小,说明镍元素对焊缝的强度起到了增强作用。可靠性验证结果显示,在温湿度和机械应力作用下,电镀镍和化学镍(磷质量分数小于10%)样品的密封性能无恶化。     

影响振镜扫描式脉冲激光加工速度的两个因素

为了提高振镜扫描式脉冲激光加工的速度,从振镜扫描的特点及脉冲激光加工的原理出发,分析了影响振镜扫描式脉冲激光加工速度的两个因素.结果认为:在脉冲激光加工、尤其在用脉冲激光进行多个区域的扫描加工(如脉冲激光的扫描点焊、扫描打孔等)时,在时序上合理地匹配振镜的转动与脉冲激光的开启与关闭,在一定程度上能提高激光加工的速度;还可以将激光束在时间上和空间上分光,进行多光束同时加工及多工位加工,实现宏观“同时”和微观“分时”的快速激光加工,提高激光加工设备的利用效率.     

玻璃的激光切割技术

1 引言 激光切割技术现已成为一种成熟的工业加工技术.金属是激光切割的主要对象,其它可以进行激光切割的材料还有塑料、陶瓷、硅片以及玻璃等.     

激光功率对激光加工CFRPs热损伤影响研究

激光加工通过迅速升温实现材料去除,能够克服传统碳纤维增强复合材料(CFRPs)加工过程中出现的热损伤而导致的加工质量问题,成为了CFRPs精密加工的先进技术。为探究激光功率对CFRPs切割过程的影响机理,针对CFRPs激光切割过程,建立了综合考虑激光功率分布特性、材料相变烧蚀特性、材料各向异性和空气对流的三维介观耦合模型,应用COMSOL5.6进行了数值模拟。模拟结果表明,环氧树脂的烧蚀量随时间的变化呈三次函数关系,碳纤维的烧蚀量呈一次函数关系,且环氧树脂的去除速率高于碳纤维去除速率。此外,热影响区(HAZ)宽度随激光功率增大而增大,随时间变化呈三次函数关系。     

带防护螺母激光焊接的应用研究

论述了激光焊接连接防护罩和螺母的优越性。采用激光焊接的方法分别研究了Q235钢和H62黄铜防护螺母激光焊接后的组织和性能。研究结果表明,防护螺母激光焊接成形具有最窄的热影响区和最小的组织长大倾向,硬度梯度平缓,且防护罩几乎没有变形。     

提升分区搭接质量的激光选区熔化扫描策略

多激光束并行打印需要对当前打印层进行分区扫描。分区扫描策略对激光选区熔化制造成形件的表面质量、残余应力与变形量、力学性能有着很重要的影响。通过分析传统分区扫描策略的局限性,本文提出一种三角波条带扫描策略,利用实验对比分析了三角波条带扫描策略和传统的条带和棋盘分区扫描策略打印的316L不锈钢样品的致密度、残余应力与变形量、拉伸强度、维氏硬度和表面搭接区成形质量。结果表明,三角波条带扫描策略改善了搭接区质量,提高了试样的拉伸强度与维氏硬度,316L不锈钢样品的致密度达99.74%。因此,三角波条带扫描策略有利于改善激光选区熔化成形质量,为多激光束并行打印提供了一种新思路。     

用于InSb探测器芯片的激光划片工艺方案简析

针对InSb探测器芯片,基于紫外皮秒激光器搭建了定制化的光学平台和振镜系统。通过固定激光脉冲的重复频率,探讨了低能量多刀数以及高能量少刀数等工艺条件,获得了适合InSb探测器芯片激光划片的工艺条件。结果表明,热影响与崩边情况均可满足项目要求。     

激光淬火对焊缝热影响区耐腐蚀性能的影响

焊接是合金结构钢连接的主要方式之一,而焊接热影响区的耐腐蚀性能较其他区域而言是较差的。为了提高焊接热影响区的耐腐蚀性能,采用激光表面淬火技术对焊缝热影响区进行表面处理。通过正交试验,得到优化后的激光淬火工艺参数。电化学测试结果表明,采用激光淬火后30CrMnSi焊缝热影响区的自腐蚀电流得到显著降低,而越小的自腐蚀电流就意味着较好的耐腐蚀性能。因此,采用激光表面淬火处理技术,可以显著地提高30CrMnSi焊缝热影响区的耐腐蚀性能。     

TC4激光立体成形中基材热影响区组织性能优化研究

激光立体成形技术是一项基于同步送粉激光熔覆的先进制造技术。激光立体成形和修复过程中沉积层、热影响区以及基体材料组织、性能的差异将对最终零件的性能,尤其是疲劳性能产生重要影响。为改善基体、热影响区(HAZ)的组织、性能差异,针对TC4合金,提出在激光沉积前对基材表面进行多次激光重熔扫描预处理,从而优化基材热影响区组织性能。基于此,通过研究不同工艺条件下,多次激光重熔处理对热影响区组织性能的影响。结果表明:首先,多次激光重熔将引起的基材热影响区总体冷却速率下降,从而有效的消除热影响区的急冷组织;其次,重熔处理产生的多次热循环对基材热影响区的时效处理对于热影响区的组织、性能(硬度)也有一定的影响。通过在多层沉积前对基材进行适当的激光多次重熔扫描处理有效改善了沉积区、热影响区以及基材性能的大幅波动,实现了均匀渐变。     

激光复合加工碳纤维复合材料热损伤控制的研究现状

碳纤维复合材料由碳纤维和树脂基体两种材料复合而成,因为两者的热性能参数差距较大,直接在空气中进行激光加工碳纤维复合材料会出现如较大的热影响区、纤维膨胀、纤维拔出和切面材料分层等损伤问题,所以在激光加工碳纤维复合材料中,对其热损伤的控制成为关键问题.本文对激光复合加工碳纤维复合材料的国内外研究现状进行综述,重点聚焦在气体...     

532 nm平顶激光光束用于硅晶圆开槽的研究北大核心CSCD

根据衍射原理,设计并制备了平顶整形元件,将激光能量由高斯分布转变为平顶分布。利用532nm脉冲激光进行了硅晶圆激光划片实验,研究了激光能量、划片速度及聚焦位置对划片效果的影响。结果表明,基于平顶光束的激光划片,可实现宽约为16μm、深约为18μm的划槽,且槽底部平坦,槽壁陡直;与高斯光束相比,平顶光束下热影响区明显减小。     

高强度镀锌钢的CO2激光焊接

利用CO2激光对汽车车身用1.5 mm厚高强度双面镀锌钢进行了大量的焊接实验,对焊缝组织进行了显微组织分析和相关的机械性能实验。从理论上推导了在一定焊接工艺条件下,稳定深熔焊接的下临界功率与焊接速度及焦点位置的关系。在同轴和侧吹保护气体的条件下,通过工艺参数优化,激光深熔焊接可以有效地避免高强度镀锌钢热影响区(HAZ)的软化现象以及焊缝气孔的有效控制。锌不稳定的急剧气化,使热影响区扩大和焊接稳定性降低,聚焦镜的保护难度加大,采取了有效措施加以控制。实验结果表明,用氮气作为保护气体,在激光功率1300 W,焊接速度0.8~1.1 m/min,焦点位置在工件表面下0.4 mm处时,得到了满意的焊接质量。焊缝的硬度接近母材硬度的2倍。