激光切割玻璃的研究进展

比较了利用激光和传统机械法的玻璃切割质量,着重介绍了玻璃激光切割中的裂纹控制切割法和熔融切割法,以及它们的研究进展.最后对飞秒激光切割玻璃的方法做了简要的介绍.     

碳纤维增强聚合物复合材料水导激光切割损伤机理研究

碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料在水导激光加工后,切缝表面和横截面存在热损伤,这些损伤是影响材料力学性能、降低材料服役性能的重要因素。针对该问题,采用试验方法分析了加工参数对沟槽几何形貌和表面形貌的影响规律,研究了沟槽表面和横截面的热损伤形成机理。研究结果表明：高激光功率、低脉冲频率和低切割速度可有效增大沟槽深度;激光与材料的相互作用和水射流的冲刷作用是形成沟槽表面热损伤的主要原因。在2 mm厚CFRP切割试验中发现：横截面热影响区宽度与纤维排布方向有关,0°碳纤维热影响区宽度最大,45°和135°碳纤维热影响区宽度次之且宽度相近,90°碳纤维热影响宽度最小;另外,提高水射流速度有利于抑制热影响区的扩展,水射流速度由80 m/s提高至120 m/s,最大热影响宽度缩小35.7%。     

激光熔覆制备WC增强镍基合金涂层研究进展

碳化钨（WC）镍基合金涂层具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高硬度等优异性能,利用激光熔覆技术制备WC镍基合金涂层优势明显,已成为国内外研究的热点。通过对激光熔覆制备WC增强镍基合金涂层的研究进展进行综述,首先介绍了WC增强镍基合金涂层的特性及其激光熔覆制备方法,其次介绍了几种常用的熔覆层性能改善措施和后处理技术,最后对WC增强镍基合金涂层激光熔覆制备技术存在的问题及发展趋势进行了展望。     

热塑性塑料激光穿透焊接技术的研究

为了解热塑性塑料激光穿透焊接的物理机理,掌握相关焊接工艺,对PMMA材料的激光焊接技术从理论和实验上进行系统的研究分析,建立了数学模型,利用ANSYS对焊接温度场和应力场进行了计算分析,从理论上找到了焊接参数对焊缝的影响规律。同时进行了激光穿透焊接实验,对焊接时出现的物理现象进行了分析,找到了最佳工艺参数,实现了良好的焊接封装。     

碳纤维增强热塑性复合材料/铝合金激光搅拌焊接实验及仿真研究

为降低碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)与铝合金进行激光焊接时,激光加热对铝合金造成的焊接缺陷,提升焊接接头的力学性能,将激光搅拌焊接方法引入到铝合金与CFRTP的焊接中。通过与传统的激光直线焊接方法进行对比后发现:在相同的激光功率和焊接速度下,激光搅拌焊接接头的连接强度为传统激光直线焊接的3.25倍;激光搅拌焊接还可以显著减少气孔缺陷,获得较好的焊缝形貌。为进一步研究CFRTP/铝合金激光搅拌焊接的机理,对CFRTP/铝合金激光搅拌焊接温度场进行仿真分析,结果表明:铝合金表面的温度场呈非等幅振荡形式变化,且出现了两个峰值,这是激光搅拌焊接能够降低焊接缺陷的主要原因之一。同时,对铝合金焊缝的熔深、熔宽进行计算,并与测量结果进行对比,仿真结果与实验结果的误差在9.87%以内。     

碳纤维复合材料/钛合金激光连接界面微织构调控工艺研究

碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）与钛合金复合结构的高质量连接是实现飞机轻量化以及高强度制造的关键。采用激光高速旋转焊接技术进行CFRTP/钛合金复合结构的连接,通过在钛合金表面制备不同尺寸网格型微织构研究了界面状态对CFRTP/钛合金接头强度的影响规律。结果表明,钛合金表面微织构的制备可以显著提升接头强度,且不同线间距下的微织构对接头的强度有直接影响,线间距越小,接头强度越高;在CFRTP与钛合金微织构中间添加PA树脂层,有利于提高接头强度。     

CO2激光辐照下玻璃表面温度分布实验研究

为了研究激光预热玻璃温度场分布,采用实验和数值计算相结合的方法,利用红外热像仪测温装置,对普通钠钙平板玻璃试件在CO2激光辐照下表面的温度进行了测量,并利用热电偶对红外热像仪进行了校正,得到了真实的温度场,对实验和理论计算进行了比较。结果表明,实验得到的温度变化规律与数值计算基本一致。     

安瓿瓶激光封口

为了实现CO2激光封口安瓿瓶,提出了对CO2激光预热后的安瓿瓶,再利用CO2激光使安瓿瓶熔融封口的技术方案。在考虑玻璃物性参量随温度变化和安瓿瓶表面对流换热的情况下,利用有限元软件(ANSYS)对CO2激光辐照不同规格和转速的安瓿瓶的温度场和应力场进行数值计算。结果表明在加工参量相同的情况下,安瓿瓶瓶壁越厚,激光加热时所达到的温度越低。当CO2激光加热旋转的安瓿瓶时, 不同的旋转速度只是使得外表面温度以不同周期上升, 但如果激光加热时间相同, 则温升基本相同。对封口过程中的应力场进行了计算,结果表明导致安瓿瓶封口失败的热应力主要是冷却时的张应力。     

碳纤维复合材料激光切割技术研究进展

碳纤维复合材料具有重量轻、抗断裂、耐腐蚀、耐磨性好等优越特性,被广泛应用于汽车制造、航空航天和军用制品等领域,但同时该材料的硬度高且各向异性及层间强度低,采用传统机械加工时易产生毛刺、分层等损伤,对此综述了激光切割碳纤维复合材料的特点、表面质量及影响因素,总结了该技术在工艺优化、理论仿真方面的研究进展,同时指出了相关研...     

PMMA激光穿透焊接的有限元分析

为了研究不同的参量对塑料焊接的焊缝宽度和焊接深度的影响,建立了塑料激光穿透焊接的数学模型和有限元模型,并利用有限元软件ANSYS对焊接时的温度场进行了计算分析,得到了不同参量下塑料焊接的焊缝宽度和焊接深度。结果表明,单位面积的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)塑料在单位时间吸收的激光能量越高,焊接深度越大,焊接强度越大;而焊缝的宽度则受到光斑半径和单位面积塑料单位时间内吸收的激光能量的共同影响,随着光斑半径的增大,出现先增大后减小的变化趋势。