30CrMnSiA钢激光相变硬化层组织

对30CrMnSiA钢进行了激光相变硬化处理，研究了相变层的组织和硬度特征。试验结果表明，30CrMnSiA钢表面相变硬化层分为完全淬硬层、过渡层和受热影响的基体组织，硬化层的显微组织明显细化，其表面层的硬度高达(685～775)HV，比高频淬火的硬度提高了30％。     

铝合金板快速加热弯曲的参数预测

基于BP神经网络平台,建立了铝合金板快速加热弯曲的角度预测BP网络模型,实现了脉冲激光加工工艺的参数控制与优化。通过试验获得样本数据,将试验样本数据用于BP网络的训练,利用训练好的BP网络对非线性的样本数据规律进行拟合,对脉冲激光弯曲角度和工艺参数进行准确的预测,预测误差范围可控制在＜5~8%,研究结果为实际生产中精密成形提供了有效的理论与试验依据。     

脉冲激光焊脉冲宽度对316L薄板微观组织及显微硬度的影响

针对AP1000核主泵密封材料316L在传统电弧焊接过程中出现的问题,通过改变脉冲激光中脉冲宽度,研究脉冲宽度对316L焊缝微观组织及显微硬度的影响,提出合理的脉冲激光焊接工艺参数,为AP1000核主泵密封焊接提供工程参考。     

激光弯曲过程对薄硅片伏安特性的影响

对不同加工参数下脉冲激光弯曲后的薄片硅材料的伏安特性进行了分析.通过对样品电流(I)-电压(V)特性的测量,研究了脉冲频率、扫描次数和扫描路径对薄硅片电学性质的影响.结果表明,在一定的加工参数范围内,通过降低脉冲频率,减少扫描次数,优化扫描路径都有利于降低弯曲硅片的电阻率.     

CO2激光弯曲玻璃薄片微观结构变化分析

利用红外(IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了CO2激光扫描弯曲对硼硅酸盐玻璃微观结构的影响.结果表明激光扫描产生的熔化冷却过程使玻璃存在轻微的分相倾向,导致玻璃中原先存在的[BO3]三角体结构单元与Na2O结合向[BO4]四面体结构转化,同时si聚集程度提高,si-O键强增加.未经激光加工样品存在SiO2晶相引起的微弱衍射峰,且晶粒呈大小不一的近似球状,激光扫描过的样品不存在明显晶相,呈较为均匀的玻璃态.     

金属管材激光弯曲成形的扫描路径规划

基于几何曲率方法,针对AIS1304L不锈钢金属直管的激光平面弯曲成形和三维空间弯曲成形进行了路径规划的研究.对平面内弯曲成形,根据目标管形的极值点和拐点将管材分段,取极值点作为路径规划的初始位置,对各分段采用不同的扫描间距以确定加热扫描路径.对三维空间弯曲成形,采用投影分解的方法,把三维成形曲面投影分解为两个二维曲面,分别获取扫描路径和工艺参数,然后组合与简化,获取三维弯曲成形的扫描路径.实验采用Nd:YAG固体激光器,以平面内正弦曲面弯曲和空间螺旋管弯曲两种形式为例,作为目标形状进行扫描路径规划与实验验证,扫描弯曲结果证明了扫描路径规划方法的有效性.     

Nd:YAG激光焊接殷钢材料的工艺研究

利用Nd:YAG脉冲激光作为焊接热源,对殷钢材料Invar36进行了对焊实验,分析了工艺参数(激光功率、焊接速度、脉冲宽度和离焦量)变化对焊缝的表面形貌、熔宽以及熔透性的影响.对2 mm厚度的殷钢对焊接头的硬度变化进行了检测,同时对比分析了焊缝和基体的金相组织.结果表明,激光功率和脉宽是影响焊缝熔深、熔宽和热影响区大小的主要因素,激光焊接速度的选择范围相对较小,离焦量主要影响焊缝的宽度和熔透性,焊缝的组织成分没有发生明显变化,显微硬度略低于基体,焊缝处的金相组织为奥氏体柱状晶,并且呈现奥氏体晶粒粗化现象.     

直接激光沉积Al2O3增强NiCrAlY涂层的微观组织及力学性能

目的改善NiCrAlY涂层微观组织并提高其力学性能。方法采用直接激光沉积方法制备100%NiCrAlY、NiCrAlY+10%Al_2O_3和Ni CrAlY+20%Al_2O_3三种样件,分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)、电子探针X射线显微分析仪(EPMA),对不同成分样件进行相组成分析、微观组织观察以及元素组成检测,使用维式显微硬度测试计和万能摩擦磨损试验机,分别检测各个涂层的显微硬度和摩擦系数。结果在NiCrAlY中添加Al_2O_3后,Al_2O_3以不规则形状或球形分布在晶内或者晶界处,其尺寸小于2μm。三种复合涂层样件均由γ-Ni和β-NiAl相组成,添加Al_2O_3陶瓷颗粒后,涂层一次枝晶臂间距均减小,且Ni-Y相显著减少,Y2O3陶瓷颗粒弥散分布在基体的晶内与晶界处。NiCrAlY、NiCrAlY+10%Al_2O_3和NiCrAlY+20%Al_2O_3涂层的平均硬度分别为(440.69±30)HV0.2、(482.18±30)HV0.2和(453.09±20)HV0.2,100%NiCrAlY、NiCrAlY+10%Al_2O_3和NiCrAlY+20%Al_2O_3涂层的摩擦系数分别为0.77、0.55和0.52。结论加入Al_2O_3后,基体晶粒有一定程度的细化。在晶粒细化作用以及陶瓷颗粒弥散作用下,涂层的显微硬度有所提高,其中NiCrAlY+10%Al_2O_3的硬度最高,相比NiCrAlY基体提高了约9.5%。此外,发现添加Al_2O_3后,NiCrAlY+10%Al_2O_3和NiCrAlY+20%Al_2O_3样件的摩擦系数比NiCrAlY样件下降均超过25%,其中NiCrAlY+10%Al_2O_3样件的磨损量最小,相对于NiCrAlY涂层下降了近13.5%,耐磨性明显改善。     

激光清洗硅片表面Al2O3颗粒的试验和理论分析

以KrF准分子激光器为激光源,对目前工业上常用的硅片研磨抛光液的主要成分Al₂O₃颗粒进行激光清洗的试验和理论分析。建立一维热传导模型,利用有限元分析软件MSC.MarC模拟硅片表面的温度随激光作用时间和能量密度的分布。通过理论计算,量化了颗粒所受到的清洗力以及其与硅片表面之间的粘附力,理论预测出1 μm Al₂O₃颗粒的激光清洗阈值为60 mJ/cm²。在理论分析的指导下,利用248 nm、30 ns的KrF准分子激光进行单因素试验,研究激光能量密度、脉冲个数、激光束入射角度对激光干法清洗效率的影响,并且实验验证了清洗模型以及场增强效应对激光清洗结果的影响。     

硅片激光弯曲成形的数值模拟与实验

介绍了一种利用脉冲激光塑性化弯曲单晶硅片的新方法。在分析和描述光脉冲时空特性的基础上,运用有限元分析软件ANSYS对硅片弯曲过程进行建模仿真,得到了脉冲激光弯曲过程中温度场与应力应变的仿真结果。对脉冲激光作用过程中温度场与应力应变的周期性瞬间变化特征进行了描述,指出了脆性材料硅片的脉冲激光弯曲机理不属于简单意义上的温度梯度机理或屈曲机理,而是二种机理共同作用的结果。通过6次扫描试验实现了对硅片的有效弯曲,弯曲角度达6.5º,仿真结果与验证性试验相符。