Al合金表面激光-钨极氩弧复合熔注WC颗粒研究

针对铝合金激光熔注(LMI)工艺过程中对激光反射率高、表面存在氧化膜且导热率高等主要问题,开发了激光-钨极氩弧(TIG)复合熔注工艺.研究了激光-TIG复合方式,送粉方式,送粉载气流,TIG保护气流,激光功率,TIG电流等工艺参数的影响.研究发现,为实现有效的熔注强化效果,应选择后送粉方式;熔注层深度随TIG电流增加单调增加,随激光功率增加熔注层深度呈先增后降.送粉载气和TIG保护气相互匹配,是影响熔注工艺的关键因素.通过工艺参数匹配和优化,成功制备了WCp/A1表面复合材料层.熔注层厚度为0.5～4.3 mm,深度可根据需要通过合理调节工艺参数来控制.     

基于模糊决策的激光威胁源识别方法

激光威胁源识别是激光告警数据处理的一个重要方面,识别方法直接影响着识别结果的准确性。基于激光信号各技术参数在表明威胁源时都具有一些模糊性的特点,提出了一种基于模糊决策的激光威胁源识别方法。通过运用模糊决策理论,建立了激光能量、波长、重频等技术参数的模糊化数学模型和激光威胁源识别的模糊决策规则库,设计出模糊决策专家系统。在激光告警系统使用不同类型传感器,获得激光波长、重频和脉冲特性等技术参数后,可借助此模糊决策专家系统,判明激光威胁源的类型。仿真结果表明：该方法能够准确快捷地实现激光威胁源的识别,具有一定的应用价值,且可为激光告警的其他数据融合研究提供参考。     

激光威胁信号侦测需求及技术分析

通过对激光威胁的分析,阐述了建立激光威胁信号侦测录取系统和激光威胁信号数据库的需求和必要性,对激光威胁信号侦测技术途径进行了分析,为装备建设提供借鉴。     

超声复合激光制造技术研究进展（特邀）

超声复合激光制造技术通过施加外部超声以提升激光制造的加工能力与质量,已成为国内外研究热点。分析了当前超声复合激光制造技术涉及的耦合机理,并综述了超声在激光制造过程中的作用机制。根据超声振动模块与基体的接触模式将超声引入方式划分为固定接触式、移动接触式、非接触式,并分别阐述三种超声引入方式的优势与缺点。进一步,从增材、等材、减材制造三个方面全面讨论了不同超声引入方式和不同激光制造技术相结合的超声复合激光制造技术,探讨了不同复合制造技术的原理和技术特点,归纳了超声振动在激光制造过程中的影响规律。在当前研究进展基础上对超声复合激光制造技术的发展方向进行了展望。     

激光辅助低压冷喷涂石墨/铜基复合涂层研究

利用激光辅助低压冷喷涂技术在不同激光功率下制备石墨/Cu复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、图像分析软件ImageJ等,对复合涂层的截面形貌、表面形貌、微观组织、石墨含量以及元素分布等进行表征。结果表明：采用单一低压冷喷涂不能够形成连续的涂层,只能形成断续的点状物,而通过激光辅助低压冷喷涂可以实现石墨/Cu复合涂层的有效沉积。随着激光功率的升高,复合涂层的厚度和宽度均得到一定的提升,表面起伏以及涂层/基体的界面结合得到改善。在通过激光辅助低压冷喷涂所制备的复合涂层中,增强相石墨与黏结相Cu之间结合致密,但过高的激光功率容易导致增强相石墨烧蚀和黏结相Cu氧化的问题。     

窄间隙条件下激光-电弧复合焊接稳定性研究

相对于当前的厚板焊接方法,激光-电弧复合焊接有很多优点。为了使激光-电弧复合焊接技术应用于厚板焊接,本文采用4 KW光纤激光器针对16 mm厚低碳钢板进行激光-电弧复合焊接打底焊接工艺研究,探究了坡口尺寸、电流值、速度等规范参数对激光-电弧打底焊接稳定性的影响,通过金相观查焊缝横截面形貌。结果表明:坡口尺寸、电流以及焊接速度是影响激光-电弧复合焊接过程稳定性的主要工艺规范。通过电弧电流等工艺规范的匹配,激光-电弧复合焊实现5 mm钝边,12°类Y型坡口的熔透打底焊接。     

激光技术的应用与防护

随着激光技术的飞速发展和广泛应用,激光已成为科学探测和现代军事战争中极为重要的工具之一,由此带来的激光损伤和激光威胁也日益严重。激光防护技术和激光防护材料的研究已受到世界各国的极大重视,也取得了很大进展。总结了激光技术在军事、国防、医疗等技术中的应用和激光对人眼及光电传感器的威胁,介绍了激光防护的方法及原理,对基于线性光学原理和非线性光学原理防护材料的优缺点进行了比较,最后提出了激光防护材料的发展趋势。     

准分子激光电化学复合工艺中热-力效应研究

为了探寻准分子激光电化学刻蚀硅工艺中的热-力效应特性,采用功率密度大的248nm准分子激光聚焦照射浸在KOH溶液中的n-Si表面,实现了一种激光电化学复合刻蚀工艺.通过数值仿真与实验比较的方法,对该工艺的刻蚀速率进行了分析.研究结果表明,该复合工艺存在激光直接刻蚀、电化学刻蚀和激光与电化学耦合刻蚀等三种刻蚀作用;在耦合作用中,溶液中激光加工的热效应较小,光热效应导致的刻蚀小;而溶液中激光加工的力学效应对材料的刻蚀作用很大.通过对准分子激光与溶液中靶材相互作用过程的热-力效应分析,更深入地探讨了准分子激光电化学工艺的刻蚀机理.     

车载激光侦察告警系统的研究

简述了激光告警器的发展和现状，介绍了车载激光告警器的系统组成、工作原理和特点，并着重对激光探测头和信息处理器设计进行了分析、说明。探测头中的光电探测器采用InGaAsPin光电二极管。信息处理器没有阈值电路，脉宽甄别，二次反射信号抑制等数字化电路，在确认是激光信号后，首先将激光信号数字化，经运算术出激光入射方向，进而通过威胁类型和等级判断电路判别是激光测距信号还是激光制导信号，并根据数据库中存储的数据判断其威胁等级。告警系统具有灵敏度高、响应时间快、动态范围宽等特点，与烟幕施放装置连为一体，实现了激光探测与烟慕干扰的有机结合，并预留了与其他控制设备的通讯接口，便于系统扩展。     

复合脉冲深度激光打孔的实验研究

为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物主要靠高峰值功率密度的激光脉冲串,并研究了脉冲能量、脉冲宽度、打孔方式等不同激光参量下的激光打孔效果。结果表明,与长脉冲激光单独激光打孔相比,复合脉冲激光打孔能大幅减小穿孔时间,对脉宽2ms、单脉冲能量2.9J的长脉冲,复合脉冲打孔速率提高2.3倍,所需能量减少20%,且脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,打孔速率越快。此研究为复合脉冲打孔的激光器选择提供了依据。     

碳纤维复合材料激光超声检测方法研究

激光超声检测技术具有非接触、快速及高效等优点,在复合材料无损检测领域应用前景较好。该文研究了激光热弹激发超声应力的机理,构建了非接触式扫描激光超声检测系统,用于碳纤维复合材料结构健康状况的实时在线检测。实验研究了超声信号与激光参数和接收距离等参数间的关系。实验结果表明,激光超声检测技术可有效用于碳纤维复合材料结构健康检测;建立的碳纤维复合材料激光超声检测系统采用了扫描激光技术,单次检测仅需0.1s,提高了检测效率,且装置简单,操作方便,易于安装调试;热弹范围内超声信号幅值随激光能量增大而增大,随接收距离增大而减小。     

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.     

提高Al/SiC复合材料抗蚀性的准分子激光气体合金化研究

为提高 Si C增强铝基复合材料的抗蚀性能 ,利用 Kr F准分子激光在高纯度氮气环境下对Si C晶须增强铝基复合材料进行气体合金化处理。处理后 ,在试件表面形成了一个几微米厚的富含Al N陶瓷相的表面改性层。该层不再含有导致材料抗蚀性恶化的金属间化合物 ,Si C增强相的数量也大幅度减少。准分子激光气体合金化对金属基复合材料的复合抗蚀机理使材料的抗腐蚀性能得到了显著提高     

激光熔覆稀土生物陶瓷涂层耐蚀性研究

本文研究了激光熔覆生物陶瓷涂层的耐酸、耐碱及耐生理盐液腐蚀性.结果表明,在一定激光熔覆条件下制备的稀土生物陶瓷涂层复合材料比钛合金、未加稀土的涂层材料耐腐蚀能力强.稀土涂层对基体具有保护作用,稀土在涂层熔池内对流扩散混合,弥散分布整个区域,通过细化表层晶粒,提高晶界结合力,降低化学位,来抑制酸、碱及生理盐液的腐蚀.     

飞秒脉冲激光驱动的薄膜中的非平衡态电子弛豫

在飞秒脉冲激光的驱动下 ,使用泵浦 -探测技术测量了复合薄膜 Au- Ba- O的瞬态光学透过率随延迟时间的变化曲线 ,观察到了薄膜对光的吸收迅速增大并在皮秒时间内恢复原状的现象。该现象是薄膜中 Au超微粒子内费米能级附近电子被飞秒激光脉冲激发 ,产生非平衡态电子而经历瞬态弛豫造成的。从理论上给出了复合薄膜中 Au超微粒子的电子声子相互作用常数 g的数值     

超强度纤维柔性复合材料激光加工工艺研究

阐述了激光加工超强度纤维柔性复合材料的优势,并以激光与超强度纤维柔性复合材料的相互作用机理为基础,对激光加工纤维复合材料的特点、影响激光加工质量的因素以及激光加工质量评估的研究进展进行了综述。最后指出,无论是减少热影响区域,还是改善加工表面质量,对利用理论模型优化加工参数、复杂轮廓和精细加工的工艺以及激光加工后对超强度纤维柔性复合材料性能的影响等方面的研究需要倍受重视。     

激光表面熔覆制备纳米结构涂层的研究进展

激光表面熔覆制备纳米结构涂层是一种新型的纳米表面涂层技术.综述了国内外近年来激光熔覆制备纳米结构涂层的研究进展.从熔覆对象的角度介绍了激光熔覆制备纳米结构涂层的主要技术,熔覆对象可分为纳米粉末和预制纳米结构涂层.而纳米粉末主要有纯纳米粉末、纳米/微米混合粉末和构造纳米粉末等;预制纳米结构涂层可分为热喷涂纳米结构涂层、纳米复合镀层以及溶胶一凝胶(sol-gel)纳米结构涂层等.阐述了激光熔覆制备纳米结构涂层存在的主要问题,并提出了当前的主要发展趋势:激光熔覆原位生成纳米结构涂层、激光熔覆纳米/微米构造复合粉末以及激光熔覆制备纳米结构涂层过程的数值模拟等.     

全球激光焊接专利技术研究进展

通过对全球激光焊接技术领域的专利数据进行统计分析,结合对具体专利内容的解读,从专利申请趋势、区域市场布局、研发机构实力、热点技术主题等角度揭示全球激光焊接技术的研究进展。近10年来中国激光焊接专利技术高速发展,研发热情依然高涨,但国内专利整体缺乏海外市场布局;激光复合焊接工艺与方法、智能激光焊接技术与设备、非金属材料激光焊接是当前激光焊接领域的技术研发热点;未来可重点关注焊接过程的实时监测与质量控制、新型传感器技术、多功能自动化焊接设备、异种和复合焊接材料等技术领域的研发动向。     

脉冲激光在SiCw/6061A1铝基复合材料焊接中的应用

采用脉冲激光进行诱导焊接SiCw／6061A1铝基复合材料,研究了激光功率、脉冲频率、表面处理状态等工艺参数对接头强度的影响。结果表明：激光功率是影响焊缝质量的主要因素,通过控制激光束输出功率可以有效抑制熔池中SiC晶须与基体铝合金的界面反应,成功地实现SiCw／6061A1铝基复合材料的连接。     

激光冲击铜箔飞片及其复合成形研究

提出了一种激光冲击形成飞片,进而驱动飞片直接成形工件的复合工艺。结合剪切模具,使用波长1064nm的Nd:YAG平顶型短脉冲激光束,在厚度为50μm的铜箔上冲击得到高质量飞片,利用高速飞片直接在成形模具上进行塑性成形,获得了具有良好成形效果的胀形件和环形剪切件。对激光冲击驱动飞片复合成形的机理和性能进行了探讨,并对实验过程中出现的现象及问题进行了初步分析。作为一种高效冲压成形方法,不仅拓展了激光微冲击成形技术的应用领域,也为激光驱动飞片加载金属薄板成形微结构等研究提供了参考。