激光冲击波技术在金属表面改性和成形中的应用

在对激光冲击强化技术的原理、特点及工程应用须解决的关键问题进行系统分析的基础上,介绍了激光冲击波技术在金属板材成形方面的最新研究进展:激光冲击成形和激光喷丸成形,对激光冲击成形和激光喷丸成形的机理、技术特点及国内外的研究现状进行了综述,并对今后的应用前景和发展趋势作了分析。

金属增材制造技术在船舶与海工领域中的应用分析

从金属增材制造技术的基本概念入手,分析研究了目前金属增材制造技术的选择性激光熔融(SLM)、激光立体成形(LSF)技术的基本原理、技术应用和发展,重点分析增材制造技术在船舶与海工领域中的船用发动机、印刷板式LNG汽化器等典型零部件中的应用,以及对船用螺旋桨、齿轮和叶轮等部件的激光表面修复和激光表面改性。通过分析和研究表明:金属增材制造技术可以广泛适用于于钛合金、不锈钢、铝合金等金属材料的船舶与海工的部件加工,在该领域具有极为广泛的应用前景价值。

激光技术在材料科学中的应用

综述了激光技术在纳米材料制备、表面改性和成形技术等先进制造工艺中的应用和进展。重点介绍了激光消融法制备纳米颗粒、薄膜的原理、特点及激光淬火、激光表面熔敷和激光表面合金化等材料表面改性技术。同时,对先进的激光立体成形技术及其应用现状做了概述。

渗硼层激光共晶化机理及其耐磨性探讨

采用固体渗硼 +激光表面处理的复合热处理工艺 ,使表层得到共晶型硼化物以期降低渗硼层脆性 ,提高其耐磨性。借助扫描电镜和光镜对试样表层、显微组织进行观察 ,探讨了硼共晶产生的机理以及渗硼层在激光作用下的行为 ,并进行了磨粒磨损试验。试验结果表明 ,经激光处理后渗硼层表层获得了共晶化组织 ,使之得到适当的硬度和韧性配合 ,耐磨性提高了 92 %。

QCr0.5中间层与表面激光改性后的40Cr钢超塑性连接

经激光表面淬火预处理后的40Cr钢,进行预置QCr0.5中间层的超塑性焊接研究。结果表明,经激光淬火预处理后的40Cr钢与QCr0.5中间层待焊接面经仔细清洗,在预压应力56.6MPa、初始应变速率2.5×10-4s-1、焊接温度750～800℃的条件下,经120～180s短时压接,即可实现二者的超塑性连接,接头强度达QCr0.5母材强度,胀大率不超过6%。当预置中间层厚度小于2.5mm时,接头强度明显高于40Cr/QCr0.5超塑性焊接的。在焊接过程中,接头区界面两侧发生了明显的原子互扩散;QCr0.5铜合金发生了超塑性流变。

金属材料激光表面改性与高性能金属零件激光快速成形技术研究进展

简要报道本实验室目前在先进航空金属材料激光表面改性及高性能金属零件激光快速成形技术研究与应用的新进展。主要内容包括 :(1 )钛合金耐磨阻燃激光表面合金化与激光熔覆表面改性技术 ;(2 )刷式密封及指尖密封跑道高温自润滑耐磨涂层新材料及其激光熔覆制备新技术 ;(3 )难熔金属硅化物复合材料高温耐磨耐蚀多功能涂层新材料及激光熔覆涂层技术 ;(4 )高性能 /梯度性能钛合金及高温合金结构件激光快速成形技术。

激光喷丸技术及其应用

随着激光技术的发展,高能激光和材料相互作用产生的高幅冲击波技术已得到了广泛研究。激光喷丸技术就是利用强脉冲激光诱导产生的高能冲击波在金属材料表面改性和成形方面的一个应用。介绍了激光喷丸强化和激光喷丸成形的机理、特点和工业应用,并对应用前景作了分析。

激光复合制造技术研究现状及展望

综述了国内外激光复合制造技术的研究现状,从激光复合焊接技术、激光复合切割/打孔、激光复合表面改性和激光复合成形等四个方面阐明了激光复合制造技术的优势,明确了激光复合制造的内涵概念,并根据激光复合制造技术目前的研究现状和未来的发展趋势,指出了激光复合制造技术在协同作用机理、工艺优化、智能化控制及成套设备等方面面临的挑战。

改进人工神经网络的激光立体成形表面质量预测

激光立体成形是一种新型的加工技术,成形表面质量是多种因素的作用结果,为了提高激光立体成形表面质量的预测精度,提出一种改进人工神经网络的激光立体成形表面质量预测模型。首先确定激光立体成形的加工工艺参数,并通过实验记录它们的数据;然后将它们和激光立体成形层高组合在一起作为学习样本,并输入到人工神经网络进行建模,建立激光立体成形表面质量预测模型,并针对人工神经网络的缺陷进行相应的改进,最后模拟实验结果表明,本文模型可以对激光立体成形表面质量进行准确预测,预测值与实际值之间的偏差要小于传统人工神经网络模型。

激光冲击波技术用于材料加工的研究进展

随着高功率短脉冲激光器技术的日益成熟,高能激光和材料相互作用产生高幅冲击波技术的应用研究日趋广泛。本文介绍利用激光诱导冲击波技术在金属材料表面改性和成形方面的最新研究成果,综述了激光冲击强化、激光冲击成形和激光喷丸成形技术的机理、特点、工业应用及今后的发展趋势。

基于人工神经网络的激光立体成形件成形表面质量预测

通过建立单道折线扫描数学模型,推导出了折线扫描拐角处重叠区域数学描述,从理论上对激光立体成形(LSF)表面质量的影响因素进行了分析,并得出影响折线扫描路径试样表面质量的主要因素是折线角度和扫描速度的结论。建立了适用于激光立体成形件表面质量预测的人工神经网络(ANN)模型,以激光立体成形过程中扫描速度和折线的角度为模型输入,输出成形件表面质量评估参数。经过实验数据训练后的神经网络模型可以实现对不同扫描速度及不同扫描角度成形件表面质量的预测,网络预测值和试验测得值之间的均方差(MSE)小于0.01。

TC4合金激光立体成形孔洞类缺陷的超声检测

以TC4钛合金激光立体成形件为研究对象,探讨其内部、表面及近表面孔洞类缺陷与超声波的相互作用关系。研究结果表明,在相同检测条件下,对于TC4钛合金激光立体成形件中同深度不同孔径的长横孔缺陷,超声反射波幅值随长横孔直径的增加而增加;对于成形件中同孔径不同深度的长横孔缺陷,超声反射波幅值随长横孔所在深度增加而减小;利用5PФ8纵波直探头,能发现激光立体成形TC4钛合金中0.6 mm大小的孔洞类缺陷;超声表面波沿深度方向发现TC4钛合金激光立体成形件中槽型和孔型缺陷的能力均小于4 mm,且孔型缺陷比槽型缺陷更难发现。

倾斜基体表面激光立体成形沉积特性研究

针对基体表面倾斜条件下的激光沉积特性展开研究,通过表征倾斜基体表面上激光沉积过程熔池的形貌特征以及几何特性,揭示基体表面倾斜特性对熔池的形貌特征、几何特性和表面粘粉的影响规律,并探讨其影响机制。研究结果表明:在倾斜基体上,熔池受重力作用流动铺展,当沿着倾斜基体上坡扫描时,熔池气液界面向下凹陷,并且熔池随倾斜角度的增加逐渐变长;当沿着倾斜基体下坡扫描时,熔池随倾斜角度的增加逐渐变短。由于激光能量在斜面上分布状态不同,上坡时熔池后沿能量低,粉末未能完全熔化,导致沉积层表面有粘粉,且随着角度的增大表面粘粉增多;下坡时熔池后沿能量高,表面粘粉较少甚至没有粘粉,成形表面质量较好。