考虑相变诱导塑性下40Cr激光淬火工艺参数显著性分析

定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律,进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法（CALPHAD）计算温变物性参数,建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型,对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算,揭示相变行为与塑性应力之间的耦合作用机理。通过Axio Vert.A1显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、超景深3D显微镜和显微硬度仪进行分析。基于正交试验,分析了激光半径、激光功率、扫描速度对淬火质量的显著性影响。结果表明：影响最高温度和相变深度的显著工艺参数依次为光斑直径、扫描速度、激光功率;残余应力成“驼峰”分布,影响残余拉应力的显著工艺参数依次为光斑直径、激光功率、扫描速度。该研究为有效控制淬火残余应力,优化工艺参数提供重要理论依据。     

不对称轴类零件的激光淬火

应用激光淬火处理不对称轴类零件，分析了激光淬火变形的原因和影响因素，建立了激光淬火变形的数学模型。研究结果表明：合理地分布激光扫描带及正确地确定扫描顺序是获得较小激光淬火变形的关键；激光淬火变形规律符合正弦曲线。     

圆柱齿轮齿廓偏差及螺旋线偏差精度控制研究

在齿轮加工过程中,热处理变形是影响齿轮精度的主要原因之一.通过分析CA457桥从动圆柱齿轮在渗碳淬火热处理中齿廓偏差、螺旋线偏差的变化数据,得出齿廓偏差、螺旋线偏差的变形规律.根据渗碳淬火后基圆半径和螺旋角的变形均呈增大趋势,修改加工刀具的设计齿廓和齿轮的设计螺旋线,降低热处理前产品的工艺精度,保证了热处理后产品的合格率.在创造良好经济效益的同时也为同类产品提供了设计依据.     

热障涂层的激光表面改性参数优化和结构设计

热障涂层是航空发动机涡轮叶片关键核心技术之一,但在服役条件下常受环境沉积物、熔盐等的腐蚀而过早失效。激光表面改性是一种提高涂层抗腐蚀性能的有效办法,但改性涂层的激光工艺优化和结构设计亟待研究。本文采用脉冲Nd：YAG激光系统对Y₂O₃部分稳定ZrO₂（YSZ）热障涂层进行表面改性,研究了激光功率、扫描速度以及光束长度对改性层厚度、微观结构的影响。结果表明,激光改性层呈致密的柱状晶结构,并有纵向裂纹贯穿其中。改性层的厚度与激光功率成正比,受扫描速度影响不大,与光束长度成反比。激光功率过高,则改性层裂纹增加明显;光束长度过大,则改性层与下方涂层的界面缺陷增多,不利于界面结合。优化的激光改性参数为：激光的功率为75~80 W,扫描速度8 mm/s,光束长度为160 mm。设计了双层激光改性层,每层中的纵向裂纹不连续,使得整个改性层中无贯穿的纵向裂纹,有助于抑制高温腐蚀熔体的内渗。     

双光束激光焊接技术研究现状及应用

阐述了双光束激光焊接技术特点及研究现状,对钛合金双光束激光焊接工艺进行研究,采用双光束激光焊能增强激光焊接的工艺适应性,减少焊接缺陷,焊接过程更加稳定。试验研究表明,钛合金双光束激光焊焊缝成形良好,钛合金双光束激光焊接头强度与母材相当。采用双光束激光焊接某钛合金薄壁结构件,满足设计要求的焊缝质量标准要求。     

一种提高表面完整性的气膜孔成形方法

为了解决目前航空发动机涡轮叶片气膜孔成形工艺存在热影响严重等问题,提出了采用超快激光环切与螺旋扫描的加工方法,设计了一种可实现高效、无热效应气膜孔加工的双激光光源微加工系统,并从作用机理和实际加工过程两方面分析了热效应的产生原因,指出了其中的主要影响因素,然后针对这些因素选用DD6材料进行了工艺参数优化和实验验证.实验结果表明:采用500fs激光与微秒长脉冲激光复合加工的方式可以使精细钻孔的效率提升约10倍,并得到基本无重铸层和微裂纹的涡轮叶片气膜孔;其工艺参数包括扫描速度为2400r/min,重叠率为12%,进给量为5μm,重复频率为20kHz以及0.6Pa同轴吹气.表明超快激光配合合理的工艺参数和加工方式可以实现无热效应气膜孔加工,是一种有效提高气膜孔成形表面完整性的工艺方法.      

激光诱致温度场对38CrN3MoV淬火组织转变及性能影响研究

为提高炮管管线阴阳线硬度及抗摩擦磨损能力,对炮管管线阴线和阳线进行激光淬火试验研究。建立连续半导体激光加热38CrNi3MoV温度场的有限元预测模型,仿真分析激光参数对炮管管线温度场的影响规律。结合温度场仿真结果,对炮管管线开展激光淬火试验研究,探究激光功率、激光光斑直径、扫描速度等工艺参数对淬硬层硬度以及深度的影响规律。结果表明:激光淬火后平均硬度由400HV提高到710HV,增加43.66%;阳线、阴线硬化层深度分别达到1.22mm和0.61mm。淬火后阳线表面粗糙度Ra由0.548μm增加至0.700μm,阴线表面粗糙度Ra由4.424μm降低至3.804μm,均在允许的变化范围之内,满足使用要求。通过光学显微镜对淬火后阴阳线组织转变进行观察分析,探究激光淬火后组织转变规律。     

提高激光打孔加工质量的途径

以激光加工工艺理论为基础并结合激光打孔加工生产实践,介绍了合理选择激光器并以改善激光光束为突破口,最终得到提高小孔激光加工精度和质量的方法.     

扫描振镜激光TC4钛合金焊接性能及熔池流动行为

钛合金广泛应用于飞行器及航空航天发动机，激光焊是连接钛合金的优异焊接方法，目前主要问题是气孔导致的接头性能降低。扫描激光能显著改善激光焊接过程中的匙孔行为及熔池流动状态，从而降低气孔率、细化晶粒，最终提高接头性能。采用光纤激光器对4 mm厚TC4钛合金进行扫描振镜激光焊接，对比分析了以0.4 mm为步长、0.4～1.6 mm扫描幅度扫描前后的焊缝成形、力学性能、晶粒细化程度、熔池流动与匙孔行为。结果表明圆形扫描路径下，激光功率为4 kW、焊接速度为1.2 m/min、离焦量为0、扫描频率为100 Hz、扫描幅度为0.8 mm时，匙孔型气孔受显著抑制，且对应的接头抗拉强度最高，为1 025.03 MPa,达到了母材的96%。与无扫描光束相比较，扫描幅度为0.8 mm的接头上部平均晶粒面积减小了65%;圆形扫描的加入使熔池流动具有方向性，同时扫描激光能扩大并稳定匙孔，减少飞溅与气孔。     

内螺旋花键冷挤压成形工艺

介绍了某产品齿轮挡块 45°内螺旋花键的冷挤压成形工艺，包括模具设计及试验过程。     

硬质合金齿轮滚刀

硬质合金齿轮滚刀机加工行业为提高齿轮强度而采用硬齿面齿轮，齿面硬度达ＨＲＣ６０左右。但是，由于渗碳淬火和中、高频淬火后齿轮变形量大，所以淬火后齿面必需精加工。精加工一般采用磨齿法，生产效率很低，而且缺少加工大齿轮的磨齿设备。为解决这一难题，本成果研制...     

激光束诊断及其在激光测速中的应用

随着激光技术的发展和应用的复杂化，人们把注意力深入集中的激光中剖面特性的质量，过去那些用烧蚀斑和目视分析散射光斑等方法已经远远不能适应现代激光工艺和应用对激光束质量评定的要求，本文介绍应用电子图像方法诊断激光束的新技术。并将其应用于激光测速的光束诊断和监控。为改善激光流动测量的性能提供了有效的手段。     

曲轴斜齿轮洛氏硬度检测新方法

引言曲轴是我厂发动机的关键部件，其齿轮最终热处理工艺是表面中颇感应淬火。生产现场的热处理质量及工艺考核的手段，是简捷明了的硬度检测。因此，硬度检测方法的正确与否，对产品生产现场质量管理显得更为重要。本文根据我厂在采用普通格氏硬度计检测曲轴斜齿轮齿项硬度方法上存在的问题，及多年来的实践体会，依据洛氏硬度试验原理，提出了自己的看法，并在实际工作中得到了验证。1原检测方法及其存在问题1·1尿检和方法将曲轴斜齿轮置于硬度计工作平台上，另一端的主轴颈置于一附加的可升降的V型工作台上。检测齿轮齿顶硬度时，对同…     

陀螺电机转子动平衡激光精密去重技术

陀螺电机转子动平衡采用的人工打孔去重存在效率低、去重精度低、金属碎屑残留等问题，严重制约了陀螺的生产效率和精度。而激光去重具有去重精度高、无接触、效率高等优点，在精密去重领域应用前景广泛。采用脉冲光纤激光器对陀螺电机转子动平衡进行了激光精密去重技术研究，探讨了激光频率、振镜扫描速度等参数对去重效果的影响规律，优化了激光去重工艺参数。当激光功率为30W、振镜扫描速度为1000mm/s时，去重盲孔效果最好。针对激光去重盲孔存在残留物问题，提出了激光二次抛光去除残留物的方法，研究了激光功率、振镜扫描速度对残留物去除效果影响规律，优化了激光抛光工艺参数。激光去重盲孔经二次扫描抛光后，盲孔表面残留物去除干净，满足陀螺电机转子的精密去重要求。     

螺旋锥齿轮安装误差敏感性与容差性研究

研究含刀倾法和变性法加工的螺旋锥齿轮齿面通用模型建立方法, 提出安装误差敏感性和容差性概念, 建立安装误差敏感性和容差性分析模型, 以包含安装误差的齿面接触分析方法为工具, 根据实际的齿轮副参数, 获得安装误差对接触质量的影响规律和保证接触质量的误差极限值.分析与实例计算表明:安装误差敏感性和容差性模型建立了安装误差与螺旋锥齿轮齿轮接触质量和安装工艺参数之间的联系, 为提高螺旋锥齿轮齿轮制造质量和制定科学的安装工艺参数提供了理论指导.      

矢量方式Nd:YAG激光打标系统及工艺研究

介绍了激光打标系统的计算机控制，以ＹＡＧ振镜式激光打标机为例，说明了主要控制原理和基于矢量扫描方式对图形进行处理的打标方法，并讨论了工艺参数的选择。     

半导体激光器与单模光纤的球透镜耦合分析

建立了半导体激光器与单模光纤通过球透镜耦合的光传输模型,对双异质结激光器光束特性进行了分析。基于Huygens-Fresnel原理计算了激光光束远场发散角以及光束束腰半径。运用高斯光束与单模光纤耦合理论以及ABCD矩阵理论进行了激光器与单模光纤的球透镜耦合效率分析,给出了最优化的耦合封装工艺参数,以及各个影响耦合效率的参数容忍度,对半导体激光器与单模光纤的球透镜耦合封装具有重要意义。     

双光束补偿扫描系统

提出一种新的高精度大型平面扫描仪。利用双光束补偿系统，扫描头由一特殊光路组成。当入射光通过此光路后，产生对称输出的两束光。当入射光发生角漂或扫描头发生摆动时，输出的两束光对称上下漂移，其中心线保持不变，故扫描形成的基准面保持不变，从而大大提高了测量精度。经实验证明，测量精度优于2．5×10－6。     

成果简介

成果简介１铝硅合金激光表面合金化Ｘｉ艺激光表面合金化工艺具有工件变形小、元素消耗少、不需淬火介质、生产效率高、处理周期短等优点。本工艺研究了激光表面合金化处理对铝硅合金的显微组织、相组成以及显微硬度的影响，为拓宽激光应用范围提供参考。本成果通过大量试...     

孕育铸铁链轮激光表面强化

应用激光束对孕育铸铁(HT300)链轮表面进行激光淬火处理,可增强链轮的抗磨损性能,提高链轮表面硬度,从而达到延长寿命的目的。试验结果表明,对孕育铸铁链轮进行激光淬火强化处理较一般淬火工艺简单,耐磨性能及硬度均可完全满足零件的工作条件及要求。