生产过程中物体瞬时速率非接触测量

提出了一种非接触激光实时相关检测物体瞬时速度的新方法，具体体积小，光路成本 ，适应性强，精度高等特点。介绍了激光传感器组件设计、数字互相关分析仪的理论与实现方法，并给出初步实验结论。     

激光表面清理在热喷涂技术中的应用

激光清理（1asercleaning）是近几十年来伴随着激光技术的发展而出现的一项新的表面处理技术。PROTAL （激光辅助热喷涂）工艺引入激光清理技术作为基材的预处理工序与后续的热喷涂工序同步进行，避免了传统的化学清洁和喷砂预处理带来的一些弊端，实现了热喷涂技术的连续生产，因此在工业界受到较大程度的关注。文中介绍了NTPROTAL 工艺的实现手段，发展历程以及相关的技术原理，并展望了未来的技术发展方向。     

半导体二极管泵浦的小型固态激光器研究

半导体泵浦的固态激光器是夸后发展的重要方向，在焊接领域可望具有广阔的应用前景。总结了教光二极管泵浦的小型Nd：YAG固态激光嚣的研制情况，介绍了激光增益介质的特性与选择、半导体泵浦的特点与注意事项、光学谐振腔的设计考虑以度实验测试结果，对相关研究具有一定的参考价值。     

激光软钎焊在微电子焊接领域的应用及发展

随着现代电子技术的高速发展，微电子焊接领域对工艺可靠性及焊接质量要求相对更高。同时，产品结构精密程度增加、自动化生产要求及加工质量提升给传统微电子焊接工艺带来了更多考验。激光软钎焊作为一种新型微电子连接工艺在很多电子领域已成熟应用，相较于传统工艺方式，其非接触式、精准温控加热的焊接工艺特点在很多工艺场合有着明显优势。本文介绍了激光软钎焊工艺的基本原理，并与传统软钎焊形式进行对比，简单介绍了常见的三种激光软钎焊形式及相关工艺特点，列举了激光软钎焊在不同电子封装领域的应用情况及工艺优势。同时，还介绍了激光软钎焊中典型的焊接缺陷形式和当前激光软钎焊工艺难点。     

脉冲激光焊接铝/钢异种金属的研究进展

铝/钢复合结构具有强度高、耐腐蚀、质量轻等优点，是汽车制造、航空航天等行业最受关注的实现轻量化设计的方案之一。然而，铝合金与钢的物理和化学性能严重不匹配，很难通过传统熔焊技术实现连接。脉冲激光焊接技术具有热输入控制精准、加工速度快、灵活性高、能量密度高等优点，在焊接铝/钢异种金属上存在着更大的优势。从脉冲激光参数、脉冲激光复合焊接、对焊接母材进行预处理等多个角度梳理了国内外脉冲激光焊接铝/钢异种金属的研究进展，并给出了铝/钢脉冲激光焊接技术仍需开展的工作，旨在为后续相关研究提供参考。     

激光加工技术及其在摩托车工业中的应用

介绍了激光加工技术的原理及特点,概述了近几年国内外激光技术在摩托车工业及其相关行业中的应用及研究状况,展望了激光技术在摩托车工业中的应用前景。     

钛合金表面激光熔覆制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究现状

利用激光熔覆技术在医用钛金属表面制备生物活性陶瓷羟基磷灰石(HAP)涂层,是近年来世界各国生物医用植入材料及相关领域的研究热点之一。首先简要概括了HAP生物陶瓷涂层材料的特点与意义,介绍了医用钛金属材料与生物陶瓷材料的历史发展与特点,指出了已有技术制备的生物陶瓷涂层在制备与应用中存在的优缺点,介绍了激光熔覆制备生物陶瓷涂层的特点与优点。综述了国内外钛及钛合金表面激光熔覆制备HAP生物陶瓷涂层、激光快速成形生物陶瓷涂层及相关材料的研究特点、现状与进展。重点介绍了激光熔覆不同成分原材料、添加稀土成分与不同波长激光制备生物陶瓷涂层的机理,及激光熔覆制备生物陶瓷涂层的特点与优缺点。激光熔覆制备生物陶瓷涂层及相关材料是一个多学科交叉的研究领域,通过对钛合金的激光表面改性,激光熔覆制备生物陶瓷涂层在理论研究与临床应用上具有广阔的前景。最后对激光熔覆工艺制备合成HAP生物陶瓷涂层未来的研究方向进行了讨论与展望。     

双相钢激光热处理时激光吸收率的测定

论述了积分球法和集总参数法测定激光吸收率的原理。采用这两种方法测定了双相钢在激光热处理过程中对YAG激光的吸收率。试验结果表明,积分球法和集总参数法测得的激光吸收率数值非常接近,双相钢的激光吸收率与温度相关。     

管道焊口间隙量与错边量的激光视觉检测

提出了一种长输管线焊口组对间隙量、错边量的激光视觉检测方法. 首先，搭建了一套可实现圆周焊口轮廓激光视觉自动检测的计算机系统. 通过对采集的激光视觉图像分析，发现了管道焊口间隙量、错边量与激光条纹断点、拐点等图像特征间的相关关系. 其次，将提取的条纹图像通过骨骼化的形态学处理，得到了单一像素宽度的细化条纹. 采用亚像素轮廓坐标检测算法，获得了条纹上离散点的像素坐标. 最后，基于获取的条纹拐点、断点像素坐标和几何对应关系，建立了间隙量与错边量的求取算法. 实际验证结果表明，基于激光条纹特征点像素坐标获取间隙量与错边量的激光视觉检测方法是可行的. 测量结果可满足焊口组对质量评判的需求.     

激光抛光机理及应用

介绍了一种新型材料表面处理技术——激光抛光，并对其机理、优点、应用实例等相关内容作了简要阐述。     

激光熔积高温合金件形状特征的基础研究

进行了激光熔化沉积成形GH163高温合金粉末条状试样实验,研究了激光脉宽、激光重复频率、扫描速度、送粉速率四个工艺参数对条状试样熔宽和熔高的影响.试验发现,脉宽和频率对最终试样的熔宽和熔高都没有太大影响.送粉速率对熔宽没有显著影响,但对熔高的影响很大,随着送粉速率的提高,成形试样的熔高显著增大;随扫描速度的增大,熔宽和熔高均呈减小的趋势.     

基于熔池监测的激光沉积制造成形工艺参数的分析及预测

激光沉积制造(LDM)过程中,熔池宽度是成形精度的关键,主要受到工艺参数的影响。本文建立了基于CCD高速摄像机的熔池在线监测系统。为了提高熔池宽度检测精度,应用卡尔曼滤波技术对熔池宽度测量值进行了去噪处理。采用正交实验设计方法和多元回归分析,建立了熔池宽度与3个主要工艺参数(激光功率、扫描速度和送粉速率)间的关系模型。并设计单一变量实验对模型进行了验证。最后,利用粒子群算法(PSO)对薄壁结构的成形过程参数进行了预测。结果表明,对LDM成形过程进行工艺参数的分析和预测为实现沉积层成形精度的控制提供了依据。     

An optical roughness sensor for real-time quality measurement

As part of the intelligent processing efforts of the Spray Forming Technology Group at the David Taylor Research Center, a laser stripe sensor has been implemented to monitor preform characteristics. The preform surface roughness is measured in real time and the correlation to preform quality in terms of porosity levels is assessed. The laser stripe method is not a direct indicator of quality, but it can be used with other sensors and advanced control techniques for control of the spray-forming process.     

Threshold of laser-activated writing of metal using microbe metabolite

A method of laser-activated deposition through the metabolite of Acidithiobacillus ferrooxidans is demonstrated. The experimental results indicate that the deposition process exhibits positive correlation to laser power and a negative correlation to scanning speed. The amount of deposition is related to the supplied energy per unit length of laser scanning. With respect to the thermal field on the substrate produced by a moving point source and a laser beam crossing a reference point, the temperature history and the accumulated energy are used to model the deposition process. The threshold temperature of the deposition is estimated 500 K, and the activation energy per unit volume of deposition of the process is about 120 pJ/μm³.     

激光焊接中的等离子体变化规律及气孔缺陷快速测试方法——检测信号整体分析方法

文中通过对激光焊接过程中等离子体面积信号线性轨迹和其整体分布情况的研究,发现其整体信号的分布特征与实际激光焊接条件密切相关.并由此提出了一种针对激光等离子体面积信号的整体分析方法,建立了激光等离子体面积信号整体分布特征模型.结果表明,该方法可有效去除激光等离子体信号中的随机干扰信号及信号波动对检测数据分析产生的不利影响,具有较好的可重复性及易识别特点,能够对激光焊接等离子体形态变化特征进行快速、准确的识别.     

Laser induced breakdown spectroscopy for contamination removal on engine-run thermal barrier coatings

A method for cleaning thermal barrier coatings (TBCs) contaminated during engine operation has been developed using laser ablation. Surface contamination on the turbine blades hinders nondestructive remaining life evaluation using photoluminescence piezospectroscopy (PLPS). Real time monitoring of the removed material is employed to prevent damage to the underlying coating. This method relies on laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) to compute the cross correlation coefficient between the spectral emissions of a sample TBC that is contaminated and a reference clean TBC. The ablation process is stopped when the LIBS signal indicates the presence of the underlying TBC. It is shown that it is possible to remove targeted contaminants and cease ablation at top surface of the TBC. Subsequent microscopy images and PLPS measurements indicate that the integrity of the TBC has been maintained during the removal of surface contaminants.     

飞秒激光烧蚀铝片的热弛豫效应模拟与实验研究

研究了在不同能量密度的单脉冲飞秒激光下烧蚀铝片的过程。通过分析基于双温模型有限差分法所模拟出的数据图,并结合飞秒激光烧蚀实验的结果,从而研究不同激光能量密度与铝片烧蚀之间的联系。研究表明：飞秒激光能量密度与飞秒激光烧蚀的关联,而实验所测的结果进一步表明了提升飞秒激光能量密度对加工铝材料的加工效率以及加工质量的影响。通过研究和实验结果能够得出随着飞秒激光能量密度的增加,飞秒激光烧蚀期间铝材料的热弛豫过程将加长,烧蚀强度也将有所增加,同时铝材料加工后得出形貌质量也将有所提高,这个结论对于飞秒激光烧蚀金属材料的研究具有一定的意义。     

Fatigue life estimation of steel using laser speckle sensor

We investigated a method to evaluate fatigue damage of steels without contact using a laser speckle sensor. In the earlier stage of fatigue in steels, slipbands are produced on the surface and the slipband density increases as fatigue damage progresses. When a laser illuminates the surface of the fatigued steel, light intensity distribution of the laser speckle pattern caused by the reflected light changes depending on the change of surface properties caused by slipbands. Width of the speckle pattern broadens correspondingly to spatial frequency distribution of the surface and thus it is presumed that speckle pattern broadens with increase of slipband density. The method presented in this paper is based on this phenomenon. In this study, we observed change of the speckle pattern during fatigue loading. We propose a method to estimate fatigue life by observing change in the speckle pattern depending on number of loading cycles in the earlier stage of fatigue before crack initiation.     

基于约束流体化的激光图像特征三维重建算法

针对当前的三维重建方法一直存在无法真实体现激光图像的三维特征、且匹配精度较差等缺点,提出基于约束流体化的激光图像特征三维重建方法.结合激光图像的特有特征设计特征点检测算法,提取激光图像特征点,采用最优二叉树法对激光图像特征进行匹配,运用非线性流体分析方法获取激光图像特征三维重建所需参数矩阵;引入不同约束权重比例法对约束权重系数进行选择;实现对激光图像特征的三维重建.实验结果证明:采用该算法充分利用图像特征点进行激光图像的三维重建,其重建效率高,时间短,与原图的匹配度较高,具有一定的实用性.     

激光熔覆金属陶瓷技术研究概况

从激光熔覆金属陶瓷技术的工艺方法以及金属陶瓷复合层中硬质陶瓷相、粘结金属类型的选择３个方面综述了激光熔覆金属陶瓷技术的发展概况。