激光深熔焊接的熔池行为与焊接缺陷的研究

分析了激光深熔焊接的小孔机制的数学模型。研究了焊接熔池的稳定性与金属蒸气压的关系及金属蒸气压与等离子体的关系。着重研究了激光焊接工艺参数 (包括激光模式、功率、聚焦条件、焊接速度和辅助吹气 )对焊接熔池行为的影响 ,最后 ,还研究了熔池行为与焊缝组织结构和缺陷 (如气孔、裂纹等 )的关系。

激光表面熔覆层凝固组织特征形成过程

试验研究了激光熔覆层的凝固特征和组织形成规律。结果表明:熔覆层不同位置的凝固特征参数不同。熔覆层底部属于典型的平面外延生长组织,且枝晶粗大;而顶部是较规则的树枝状共晶组织;中部为细小的胞晶和柱状晶;且晶体生长受结晶学各向异性影响。熔覆层组织晶粒形核的非均匀形核特征显著。熔覆层微区成分存在着不均匀性,不同元素沿晶间偏析(富集)。

大功率CO_2激光原位直接反应合成TiN/Ti复合材料的研究

使用大功率ＣＯ２激光原位直接反应合成ＴｉＮ／Ｔｉ复合材料，分析了材料的微观结构、物相组成、成分及显微硬度分布。结果发现：氮化层是富钛结构的，由ＴｉＮ相和α－Ｔｉ构成，ＴｉＮ以枝晶形式在氮化层均匀分布。材料横截面显微硬度连续变化。氮化层的氮化程度随激光作用时间的增加而增加，辐照的激光能量密度越高，氮化层的厚度越大。激光功率密度，激光扫描速度，氮气喷射压强分别为３．３５×１０５Ｗｃｍ－２，３００ｍｍｍｉｎ－１，０．３５ＭＰａ时，材料表面硬度值达到Ｈｖ１６００，氮化层的厚度有３５０μｍ。

铝合金激光熔覆处理等离子涂层的显微组织

利用５ｋＷＣＯ２激光器，对ＡｌＳｉ合金表面的等离子涂层（ＮｉＣｒＢＳｉ）进行熔覆处理。ＳＥＭ，ＴＥＭ和Ｘ射线衍射分析结果表明，激光合金层中的组织以铝镍金属间化合物（Ａｌ３Ｎｉ，Ａｌ３Ｎｉ２，ＡｌＮｉ和ＡｌＮｉ３）为主。在激光熔化层的表面，有富铝的Ａｌ３Ｎｉ相存在；而在激光熔化层的内部，则有富镍的ＡｌＮｉ３相存在。一些非晶组织出现在激光熔化层亚表层中，使得该区域有较高的硬度（平均ＨＶ９５２），是原等离子涂层的３倍和铝合金基底的１２倍。

大功率CO_2激光熔凝稳定ZrO_2

利用大功率ＣＯ２激光熔凝稳定ＺｒＯ２高温快离子导体获得成功．报导了激光熔凝的原理、工艺过程及熔凝后样品的微观分析等研究结果．激光熔凝的ＣＳＺ和ＭＳＺ快离子导体样品在温度为１０００℃时的电导率达到２×１０－２Ω－１ｃｍ－１量级．

高功率连续波CO_2激光辐照加载铝板的研究

对受拉、受压和扭曲加载的ＬＹ１２铝合金板被连续ＣＯ２激光辐照后的热力机械响应、应力状态、变形及破坏等进行了研究，同时研究了各种不同加载形式下的激光辐照破坏的工艺参数范围，分析了激光辐照破坏区的微观结构。研究表明，在激光辐照和机械加载的联合作用下，激光辐照烧斑区产生部分熔化和凹陷，在辐照区的边缘产生裂纹和皱折，最终导致破坏。另外，还具体分析了几种试件的破坏特征。

硬质合金与钢的激光焊接研究

通过理论分析和焊接试验研究了Ｌ１３５硬质合金与６５４２＃高速钢、ＹＧ类硬质合金与４５＃钢的激光焊接。用扫描电子显微镜、电子探针分析仪、弯曲强度测试仪对焊接试样进行微观结构和宏观应力分析，通过试验得到了硬质合金与钢冶金结合的激光焊接试样。

金属表面陶瓷层的激光熔覆

通过设计金属基体和陶瓷层之间的过渡层来增加金属和陶瓷相之间的润湿性；用激光重溶陶瓷层的方法来消除等离子体喷涂陶瓷层的气孔、裂纹等结构缺陷，提高其均匀性，使陶瓷层与金属基体达到冶金结合。

1Cr_(18)Ni_9Ti激光表面熔覆合金结构相的研究

１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的表面Ｃｏ基材料的激光熔覆，在熔覆层表面形成了致密的微结构．基体与熔覆层间的热影响区内，基体元素的固溶度明显增加，位错能降低，在热影响区还发现了孪晶产生．根据Ｍｓｓｂａｕｅｒ谱研究确认有多种Ｆｅ、Ｃ固溶相的存在．

硬质合金激光熔焊的研究

本文描述了Ｌ１３５硬质合金与几种钢的激光焊接试验。对焊接试样进行金相结构、元素成分分析，并对焊件进行、弯曲强度试验。

1Cr_(18)Ni_9Ti激光表面熔覆的研究

对1Cr_(18)NiTi不锈钢材料表面进行激光熔覆的研究.采用正交设计方案选取了最佳工艺参数,研究了激光熔覆层的组织结构,测量了激光熔覆区的成分及硬度分布,特别是对激光熔覆的热影响区的碳的扩散与集聚作了分析与讨论.对激光熔覆试样进行了磨损和腐蚀试验.

激光对陶瓷层的釉化处理

本文研究了激光重熔等离子体喷涂的陶瓷层。为了降低气孔率，获得好的微观结构和均匀性，减少覆盖材料的应力，提高涂层材料和基体的结合力，探讨了相间的结合机理，分析了重熔过程中出现的问题。

激光处理金属表面陶瓷涂层的研究

采用ＣＯ２激光对低碳钢基体上等离子喷涂的ＺｒＯ２和Ａ１２Ｏ３陶瓷涂层进行重熔处理，研究激光处理陶瓷涂层的工艺参数，采用金相显微镜和扫描电镜观察激光处理后的陶瓷层的组织结构，特别是对激光处理涂层的裂纹作了较为详细的分析与讨论，并在实验中采取添加附加成分等措施，较为有效地消除和减轻了陶瓷涂层内的裂纹。

厚钢板的激光焊接

根据能量平衡原理研究了厚钢板激光深熔焊接的热源模型，得出了激光功率与光斑大小、焊接速度等因素的关系，并对激光光束质量进行了讨论。试验采用非稳腔输出的６～８ｋＷ高功率高质量的激光焊接厚４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ的Ａ３钢板，其焊接速度分别为３．２ｍ／ｍｉｎ、２．２ｍ／ｍｉｎ、０．９ｍ／ｍｉｎ，焊接深宽比均超过２１，其中６ｍｍ钢板深宽比达到４１。着重研究了激光焊接工艺。

用激光熔融法制备稳定ZrO_2快离子导体

利用连续ＣＯ２激光熔融法制备稳定ＺｒＯ２高 温快离子导体获得成功．Ｘ射线衍射分析表明激光熔 融后的样品为全立方相，电导率测试结果与国外学者用常规方法制备的同类快离子导体水平相当，温度为 １０００℃时电导率达到２×１０－２Ω·ｃｍ－１量级。

1Cr_（18）Ni_9Ti激光熔覆表面的穆斯堡尔研究

通过５７Ｆｅ的透射穆斯堡尔诺学方法对１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢表面涂层激光熔覆的研究，发现了涂层和基体元素互融，生成了多相铁联合金相，进一步揭示了改性的微观机制．

连续CO_2激光制备ZrO_2快离子导体研究

本文报导了一种制备ＺｒＯ＿２高温快离子导体的新方法，使用连续ＣＯ＿２激光束在非平衡条件下熔凝ＣａＯ及ＭｇＯ稳定的ＺｒＯ＿２快离子导体，激光作用时间只有几分钟。在室温至１０００℃的范围内测量了样品的电导率，其结果与国外用常规方法制得的同类快离子导体的研究结果相当。

激光改善太阳能材料电学特性的研究

在制备多晶硅太阳能电池材料的过程中，离子注入和机械加工往往使材料表层微结构产生缺陷，恶化了材料的电学性能，降低了少数载流子寿命。针对这一问题，本实验采用高功率ＣＯ＿２激光扫描硅材料，通过晶粒外延生长消除了缺陷，降低了材料表面方块电阻，提高了少数载流子寿命。本文还分析了激光扫描后材料的反型现象。

连续CO_2激光熔凝太阳能硅材料

采用大功率连续ＣＯ２激光熔凝掳粉末，生长得到纯度较高的太阳能多晶硅材料。探讨了影响太阳电池效率的少子复合中心和材料的微观组织结构以及激光消除复合中心和改善微观组织结构的机理。在实验中获得了杂质浓度低且呈较整齐分布的技状晶太阳能多晶硅材料。

激光冶炼太阳级硅材料的实验研究

通过实验研究表明，大功率ＣＯ２激光器在廉价硅材料制备中应用的可能性。