LD端面抽运长方形激光晶体的热效应

通过对二极管激光器端面抽运激光晶体工作特点的分析,提出了长方形激光晶体热模型。在热模型中考虑了激光晶体具有沿轴向对称加热、周边恒温等特点。利用热传导方程得出了激光晶体内部温度场和端面热形变场的一般解析表达式。研究结果表明,若使用输出功率为18W的二极管激光器端面抽运Nd:YVO4晶体(钕离子掺杂质量分数为0.5%),抽运光斑为0.4mm时,长方形激光晶体抽运端面具有267.6℃的最大温升和发生6.2μm的最大热形变量。对激光晶体产生的温度场和端面热形变场的研究为解决晶体热透镜效应、提高激光器的性能起指导作用。     

选择性激光粉末烧结的成型过程研究

本文通过对选择性激光粉末烧结的成型过程的分析,讨论了粉床特性、材料热物性以及激光热载荷对成型件质量的影响,并采用有限元的方法对其三维温度场分布进行了模拟计算,     

基于激光熔覆技术的热防护材料选择

轻量化合金材料的耐高温、抗烧蚀性能较差,采用激光熔覆技术制作涂层的方法可提升其热防护性能。本文从热防护的机理出发,结合激光熔覆工艺对熔覆材料性能的要求,从现有的热防护材料和激光熔覆材料中筛选出几种可实现短时间、无冷却情况下基体热防护的熔覆材料,并对基于激光熔覆工艺的热防护材料的未来发展趋势进行了展望。     

连续/脉冲激光再制造FeCrNiCu合金成形层温度场研究

采用非接触式红外高温测试仪对连续/脉冲激光成形两种模式下激光再制造FeCrNiCu合金成形层温度场进行分析,获取了熔池及热影响区温度场分布的一般规律,验证了脉冲激光工艺在控制热输入和成形形变以及降低熔池及热影响区温度方面的工艺优越性。结果表明:脉冲激光成形热影响区峰值温度为730.4~810.5℃,熔池峰值温度为998.7~1383.4℃,明显低于相同工艺下连续输出模式;脉冲激光成形层具有更快的升温及降温速率,利于形成细晶组织和获得良好的力学性能;实际成形实验也进一步验证脉冲激光工艺具有更小的热影响区范围。     

金属材料水导激光加工实验研究

金属材料的激光加工目前正向着低表面粗糙度、小热影响区及大深径比结构的趋势发展。新近发展了一种基于激光-水射流耦合原理的水导激光加工技术,本文阐述了水导激光加工技术的基本原理及其相对于传统激光加工方法的优势,基于激光-水射流耦合原理构建了一套水导激光加工设备,对多种金属材料进行了水导激光加工实验。利用超景深显微镜对加工工件表面进行了观测与分析,发现两种金属材料加工得到的盲孔边缘规则圆滑,切槽的边缘平直无毛刺,没有热影响区。实验结果说明对金属材料的水导激光精密加工具有可行性且有重要的应用价值。     

激光切割参数设置与质量控制

目的研究激光切割各参数之间的关系,提高激光切割的质量和效率。方法选取1.0～3.0 mm厚度的热成形零件进行激光切割试验,分别选切块、切孔和切边进行分析。结果随着料厚的增加,激光切割的焦点、功率、喷嘴距离等参数数值需增大,气压速度等参数数值需减小。结论通过对不同厚度的热成形零件进行试验,总结出不同板厚热成形零件合适的激光切割工艺参数,得到了不同厚度热成形零件激光切割的最优组合参数设置方案。     

TC4零件激光快速修复加工参数带的选择

通过研究激光加工参数,包括激光功率、光束扫描速度以及送粉率对热输入效率η和熔覆层形状系数ζ的影响规律,并结合激光快速修复过程对热输入效率和熔覆层形状系数的要求,建立了TC4激光快速修复的加工参数带。采用文章所确定的加工参数带中的参数,有利于减小激光快速修复件的变形,得到的修复件无熔合不良缺陷。     

自由振荡激光引爆机理的初步研究

自由振荡激光广泛运用于科研与生产 ,研究自由振荡激光引爆机理是相当有意义的。炸药体在激光的照射下 ,由于温度场发生骤变 ,在炸药体未发生相变前 ,炸药表面将出现一热应力场。本文用一维激光热熔条件计算了与时间效应有关及无关的热应力值 ,从理论上证明自由振荡激光引爆机理是热起爆 ;按照热起爆机理给出了激光起爆方程 ,用热起爆机理中的瞬时加热热点理论推导出激光引爆炸药的延滞期公式     

自由振荡激光引爆机理的初步研究

自由振荡激光广泛运用于科研与生产 ,研究自由振荡激光引爆机理是相当有意义的。炸药体在激光的照射下 ,由于温度场发生骤变 ,在炸药体未发生相变前 ,炸药表面将出现一热应力场。本文用一维激光热熔条件计算了与时间效应有关及无关的热应力值 ,从理论上证明自由振荡激光引爆机理是热起爆 ;按照热起爆机理给出了激光起爆方程 ,用热起爆机理中的瞬时加热热点理论推导出激光引爆炸药的延滞期公式     

激光选区熔化热输入参数对Inconel 718合金温度场的影响

采用有限元模拟及实验验证相结合的方法,通过模拟随温度变化的粉体层和已凝固合金层的热物理参数转化及激光往复扫描过程等,研究了不同激光扫描速率和功率条件下,制件温度场分布、熔池大小的变化规律。基于激光线能量密度的激光热输入综合参数,总结了Inconel 718合金激光选区熔化过程中熔池大小的预测方法。结果表明,在激光的作用下,温度场等温线分布呈现椭球型,同时椭球型向已凝固合金层偏移。在本次实验参数研究范围内,激光线能量密度与成型过程中熔池大小之间呈线性增长关系。同时,本研究通过激光选区熔化设备制备了不同激光热输入条件下的Inconel 718合金试样,并对熔池大小进行了实验验证,所得实验数据与模型预测结果吻合良好。