激光修整圆柱形CBN砂轮中偏焦量对能量分布的影响

激光束偏焦量是修整圆柱形砂轮的重要参数，它影响光斑形状及其能量密度，因而影响激光修整砂轮的质量。介绍了用数控Nd：YAG激光系统修整圆柱形CBN砂轮过程中，偏焦量对光斑作用能量分布的影响与其修整作用的基本原理，建立了激光偏焦量作用于圆柱形砂轮上任意一点的光斑面积数学模型；给出了调整激光偏焦量修整圆柱形砂轮的关系与参数范围；采用计算与试验结合的方法，得到激光偏焦量、输入能量密度及激光修整参数的对应关系。研究结果为进一步提高激光修整圆柱形陶瓷结合剂CBN砂轮的质量提供了理论与试验依据。     

激光能量密度对SLM成形316L不锈钢表面完整性的影响

采用激光选区熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术成形制备316L不锈钢试样,探索了不同激光能量密度对金属增材制造成形质量的影响规律。选取激光功率、扫描间距、扫描速度和铺粉厚度等工艺参数,设计了正交试验,分析了激光能量密度对试件侧表面的表面粗糙度、维氏硬度、致密度、残余应力及表面形貌的影响规律。结果表明,随着激光能量密度的增大,试件侧表面的表面粗糙度与维氏硬度呈现先减小后增大的趋势,致密度和残余应力呈现先增大后减小的趋势,在激光能量密度为70.37 J/mm³时试件表面质量最佳,即最优工艺参数为激光功率P=190 W,扫描速度v=750 mm/s,铺粉厚度h=0.03 mm,扫描间距d=0.12 mm。     

基于激光共焦扫描显微镜方法的磨损表面三维数字化描述

表面形貌的精确描述在许多领域诸如材料、生物医学、摩擦学和机器状态监测等领域变得越来越重要。开发了一种基于激光共焦显微镜和图像处理技术的研究磨损表面及表面参数的新方法。首先用B io-rad Rad iance 2000激光共焦显微镜方法获得精确的三维表面形貌,然后用计算机辅助图像分析技术自动计算出表面特征参数。应用示例表明本文所研究的方法是可靠的,能对工程表面的表面粗糙度特征进行精确描述。     

304不锈钢大功率光纤激光焊成形研究

为了研究大功率光纤激光焊在304不锈钢上的焊缝成形,使用5~7kW的激光功率,10~100mm/s的焊接速度在16mm厚的304奥氏体不锈钢上进行全覆盖参数试验。随后观察了焊缝的熔深、熔宽、焊缝形状等成形参数。结果表明,焊接速度低于20mm/s时,焊缝表面会形成隆起,熔深随速度减慢,迅速增加;焊接速度在30~40mm/s时,焊缝表面变得凹凸不平且两边存在咬边,熔深随速度减慢且小幅增加;焊接速度介于50mm/s和90mm/s之间时,焊缝的熔深和熔宽几乎不变;而当速度达到100mm/s时,熔深急剧减小,且钉头形焊缝的形状发生了很大的改变。通过以上试验结果结合小孔效应和熔池特性分析了激光焊缝的成形机理,对大功率光纤激光焊接形成了更全面的认识。     

不锈钢化学着色影响因素的研究

研究了前处理、后处理及着色液的浓度、添加物等对不锈钢着色工艺和质量的影响,同时还测试了着色件的耐蚀性、耐磨性及加工成型性。     

光纤激光切割不锈钢薄板工艺参数研究

;利用连续光纤激光器对0.3mm厚不锈钢薄板的切割工艺进行研究,分析了离焦量、激光功率、切割速度和调制频率对切缝宽度和切缝质量的影响。实验结果表明,实际应用时,不能只考虑一个因素,应选择适当参数,以获得所需的切缝宽度和较好的切缝质量。     

A304不锈钢薄板激光焊接的光谱分析

为了进一步分析不同焊接参数对A304不锈钢薄板激光焊接效果的影响,该文在不同的焊接参数和激光输出方式下,采用AvaSpec-2048型光纤光谱仪对A304不锈钢薄板激光焊接的电弧进行了光谱分析。研究结果表明,激光功率、焊接速度和激光输出方式对激发出特征谱线的元素的种类和激光等离子体中元素的含量有一定的影响。     

304不锈钢光纤激光对接焊缝焊接试验研究

采用光纤激光对6 mm的304不锈钢进行对接焊接试验,分别研究了激光功率、焊接速度、离焦量等参数对接头性能的影响。结果表明:激光功率为4 k W,焊接速度0.038 m/s,离焦量为0 mm时,得到较为优异的焊接接头。焊缝区的硬度较高,接头试样抗拉强度是母材的83.0%,可以在断口处发现存在一定的剪切唇,且断口呈撕裂状,韧窝形貌明显,属于韧性断裂。     

激光差动共焦透镜中心偏测量系统设计与实现

针对国内外透镜中心偏高精度测量的迫切需求,研制了一套激光差动共焦透镜中心偏测量系统。该系统从中心偏非接触测量的核心定焦原理入手,结合激光差动共焦定焦技术,解决了清晰度法定焦精度差的难题。在光学测量系统误差分析的基础上,对系统再次优化设计,并利用差动共焦轴向光强响应曲线过零点的位置与被测镜猫眼和共焦点精确对应这一特性,实现了透镜中心偏的高精度测量。通过实验表明,该系统测量精度为0.49%,与传统的清晰度法定焦测量相比,透镜中心偏的测量精度有效提高了6倍。该系统将差动共焦定焦技术有效的应用于透镜中心偏测量中,提高了被测镜猫眼和共焦位置的定焦能力,实现了高精度测量系统的设计,在光学测试和透镜加工及装配领域具有广阔的应用前景。     

激光参数对陶瓷微孔加工质量的影响

为研究激光加工氧化铝陶瓷高质量微孔的成型工艺,采用皮秒激光自旋切割模式在0.3 mm厚的氧化铝陶瓷上加工直径为0.2 mm的微通孔。研究了激光加工参数(激光功率、离焦量、重复频率、打孔次数及扫描速度)对微孔质量的影响。试验结果表明,随着激光功率的增加,孔的入口、出口直径增大,入口、出口圆度和锥度呈现减小的趋势;随着扫描速度的降低,孔的锥度呈下降趋势;随着负离焦量的增大微孔锥度逐渐减小;重复频率的变化对微孔质量各性能指标影响不大。试验发现激光功率和离焦量是影响微孔质量主要因素。最终在功率为27 W、离焦量为-0.7 mm、扫描速度为400 mm/s、重复频率为100 kHz及打孔次数为10次时获得入口圆度为2.995μm、出口圆度为3.509μm及锥度为5.96°的高质量微孔。     

光纤激光焊接ANSI304不锈钢中厚板工艺参数研究

随着海工装备和核电工业的发展,对不锈钢厚板的焊接要求越来越高.采用正交试验方法对6mm厚的ANSI 304不锈钢进行光纤激光拼焊,研究了工艺参数(包括激光功率、焊接速度和离焦量)变化对304不锈钢(0Cr19Ni9)焊接结果的影响,结合激光深熔焊原理对试验结果进行了理论分析,并对焊接试件进行了拉伸试验,检测了焊接试件的拉伸性能,获得了6mm厚ANSI 304不锈钢激光焊接的最佳工艺参数.     

Al_2O_3陶瓷表面准分子激光加工的形貌特征

以微机械为应用背景,采用准分子激光加工方法对Al2O3陶瓷材料表面进行加工,考察加工表面的形貌特征。研究表明,准分子激光加工表面形貌的统计参数具有显著的规律性。其高度参数的算术平均值Ra和均方根值Rq随工艺参数呈现同步同趋势变化的规律,并且相互之间具有定量的关系。对此本文提出了准分子激光加工表面轮廓的简化模型,分析计算的结果与实测数据基本吻合。研究还表明,准分子激光加工表面相当平坦,其坡度均方根值.Zq随工艺参数的变化不大。上述特征是由准分子激光加工原理决定的,与通常的切削加工截然不同。     

微尺度激光喷丸强化TiN涂层的表面性能

采用直径为300 μm的激光光斑对TiN涂层表面进行微尺度激光喷丸强化处理以进一步提高TiN涂层的表面性能.利用光学轮廓仪和纳米力学测试系统测量了不同激光工艺参数作用下TiN涂层喷丸区域的表面形貌、纳米硬度及弹性模量分布.结果表明,喷丸区域形成的圆锥形凹坑最大深度约为1.2 μm,纳米硬度和弹性模量在喷丸中心处变化最大...     

6mm厚304奥氏体不锈钢激光焊接工艺规律的研究

采用光纤激光器对6mm厚的304不锈钢进行焊接试验,通过对不同工艺参数下的焊接接头显微硬度、拉伸性能及显微组织进行测试与观察,研究激光功率、焊接速度对焊接接头中心等轴晶晶粒大小、柱状晶宽度的影响规律以及力学性能的影响规律.结果 表明:焊接接头硬度都比母材大,热影响区的硬度与母材接近;增大激光功率或减小焊接速度,焊缝柱状晶宽度以及中心等轴晶晶粒都逐渐增大,焊缝显微硬度逐渐减小,焊缝抗拉强度先增大后减小;当激光功率为2.9KW时,焊缝抗拉强度达到最大值711.5MPa,抗拉强度与母材强度接近,继续增加激光功率,焊缝组织粗化,焊接接头抗拉强度降低.     

表面粗糙度对304不锈钢空蚀腐蚀联合作用的影响

为探究不同表面粗糙度对腐蚀空蚀破坏的影响机制,利用超声空蚀实验装置,对不同表面粗糙度的304不锈钢试样在质量分数3.5%NaCl溶液中进行空蚀腐蚀联合作用实验。通过分析试样的质量损失、表面形貌、显微硬度和电化学性能变化,探究不同表面粗糙度对空蚀腐蚀表面形貌和性能的影响规律。结果表明：空蚀腐蚀后的304不锈钢试样表面出现蚀坑,且蚀坑主要发生在磨痕边缘,并呈现腐蚀和空蚀双重特征;随着表面粗糙度的增大,蚀坑的密度增加,试样质量损失更加严重,但粗糙度达到一定程度时,空蚀会降低表面粗糙度数值,起到平整作用;经过空蚀腐蚀作用后,试样表面均出现硬化现象,但随着表面粗糙度的增大,试样表面硬化现象变弱;空蚀腐蚀后,试样的腐蚀电流增大,腐蚀电位负移,且随着粗糙度增大,试样的腐蚀电位和腐蚀电流变化也增大,呈现耐腐蚀性能不断下降趋势。     

激光电刷镀Ni基镀层表面形貌及相结构研究

进行了脉冲和连续Nd^2＋：YAG激光电刷镀Ni及n—Al2O3／Ni试验，利用SEM分析了镀层表面形貌，采用X射线衍射仪分析了镀层的相结构。结果表明：与普通电刷镀镀层相比，激光强化电刷镀镀层晶粒明显细化，其中镀层的晶粒尺寸减小了约5nm，且激光的连续性对Ni镀层晶粒尺寸的影响较大。激光未对Ni镀层和n-Al2O3／Ni复合镀层的晶体结构产生明显影响，但使镍晶粒在（111）晶面具有优先生长现象。     

轧辊表面微凸体形貌激光毛化技术的试验研究

以冷轧薄钢板冲压过程合理形貌的摩擦学设计为基础,对采用YAG脉冲激光器加工轧辊表面的微凸体形貌的机理进行了分析,并对主要加工参数的控制进行了试验研究。试验证明：激光输入功率密度在33 kW/cm2≤?S,P≤75 kW/cm2范围内,离焦量+0.10～+0.15 mm,激光扫描频率5 Hz,脉宽分别为0.5 ms,并采用功率增益功能,氩气保护时,可以加工出微凸体形貌。微凸体形貌制备试验的成功为进一步研究平整形貌复映关系和研究具有规则光滑凹坑表面形貌冷轧薄钢板的冲压性能提供了基础。     

6mm厚304不锈钢激光焊接接头组织及力学性能研究

采用光纤激光对304奥氏体不锈钢进行焊接,获得成型良好的激光焊接接头,利用光学显微镜、超景深、显微硬度计等分析检测手段,对304不锈钢焊接接头的微观组织特点、力学性能及断口特征进行了研究并进行相应的分析.结果表明,在激光焊接过程中,由于焊缝冷却速度较快,焊缝组织主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,焊缝中心组织以等轴晶为主,热影响区不明显;接头硬度分布不均匀,焊缝处硬度最高,热影响区未发生明显软化;焊接接头抗拉强度为711.5MPa,接头拉伸后断于焊缝,拉伸性能达母材拉伸性能的97.5％,可应用于各种工程.     

汽车电子元件引脚表面镀层的激光清洗试验研究

为解决某型号汽车用电子元件黄铜引脚表面Ni-Au镀层对连接质量的影响,开展激光去除其表面镀层的试验研究.通过调整扫描速度、激光频率、激光功率及扫描次数对试样进行激光清洗,利用显微镜系统观察并分析清洗后试样的表面形貌,并基于正交试验法研究四种因素对清洗效果的影响.结果表明,当扫描速度为100mm/s、频率为25kHz、激...     

不同材料的准分子激光微细加工机制

采用准分子激光加工方法,在相同的工艺参数下加工了Al2O3陶瓷、不锈钢、Q235等脆性和塑性材料。通过扫描电子显微镜(SEM)获得加工表面微观形貌图像和采用表面轮廓仪测得形貌统计参数。分析得出,准分子激光的加工机理是光化学和热效应作用等多种因素影响的综合体现;加工不同材质的材料时,准分子激光具有不同的加工机制,对于脆性材料以光解剥离(APD)为主,而对于塑性材料则以热效应为主。