华中科技大学 材料科学与工程学院，武汉 430074
为了研究活性焊接技术对低功率脉冲激光焊焊缝熔深增加的可行性，提高脉冲激光焊的焊接效率和降低焊接成本，采用低功率脉冲活性激光焊接方法，就TiO2，SiO2，Cr2O3，CaF2和NaF 5种活性剂对SUS304不锈钢板焊缝熔深的影响进行了理论分析和试验验证，取得了焊缝熔深、深宽比及熔宽变化的数据。结果表明，活性剂对焊缝熔深均有不同程度的影响，其中TiO2和SiO2分别使熔深增加38.290%，17.175%；在焊缝深宽比方面，Cr2O3，TiO2，SiO2活性剂均使深宽比有不同程度的增加，而氟化物则对深宽比没有明显增加效果；同时，活性剂的存在不仅提高了激光的吸收率，还改变了熔池流动状态，使得焊缝中的显微组织发生变化。这一结果对于进一步探讨活性剂在激光焊接技术中的实际应用是有帮助的。
激光技术 熔深增加 焊接 活性剂 laser technique penetration improvement welding activating flux
研究了TC4钛合金薄板激光弯曲成形工艺。设计了具有气体保护的成形专用夹具并研究了激光弯曲时工艺参数及扫描路径对钛板最终成形形状和尺寸精度的影响以及激光弯曲对材料性能与微观组织的影响。确定激光弯曲扫描轨迹间隔距离在78.6 mm时, 工件尺寸在误差范围800＋0.5 mm内。观察金相微观组织发现热影响区约占板厚1/3, 相变析出针状马氏体并产生界面强化效果, 显微硬度高于母材。生产出符合形状尺寸精度和力学性能要求的工件, 满足使用要求。
激光弯曲 钛合金 扫描路径 尺寸精度 微观组织 laser bending titanium alloy scan route dimensional accuracy microstructure
华中科技大学 材料科学与工程学院, 武汉 430074
为了研制激光直写标志牌系统所需的专用熔覆粉末, 以满足铁路货车用耐候钢Q450NQR1凸字型标志的要求, 采用均匀设计与优化的方法, 对熔覆合金粉末的成分进行了理论分析和试验验证, 取得了不同成分下熔覆层的外观形貌、硬度、腐蚀失重及失重率等数据。结果表明, 当合金成分的质量分数为w(Ni)=0.20~0.22, w(Cr)=0-14~0-155, w(Si)=0-01~0-015, w(B)=0-005~0-006、Fe为余量时, 所获得的熔覆层外形美观, 与基材具有很好的冶金结合, 且具有比母材更好的耐大气腐蚀性能。这一结果对激光直接写标志牌系统在铁路货车行业中的应用是有帮助的。
激光技术 激光熔覆 自熔性粉末 耐候钢Q450NQR1 laser technique laser cladding self-melting powder weathering steel Q450NQR1
华中科技大学 材料科学与工程学院， 武汉 430074
为了研究AZ91镁合金的焊接性，采用YAG脉冲激光焊单面焊双面成型的工艺对厚1.5mm的AZ91变形镁合金进行了焊接试验研究，由试验研究结果可知，焊缝中的组织主要是细小的等轴晶区，熔合线清晰，无明显的热影响区，缺陷较少，焊缝的晶粒尺寸明显小于母材；由于Mg的蒸发，最终导致了焊缝区Al和Zn含量的相对增加，使得焊缝的显微硬度都高于母材。结果表明，采用合理的工艺措施，AZ91镁合金具有良好的YAG脉冲激光焊接性。
激光技术 激光焊接 单面焊双面成型 AZ91镁合金 laser technique laser welding one side welding both sides formation magnesium alloy AZ91
华中科技大学 材料科学与工程学院 国家模具重点实验室，武汉 430074
为了研究钢管激光弯曲过程，采用数值模拟的方法研究了激光弯曲钢管的温度场以及应力应变场的变化特点，分析了激光弯曲钢管的动态过程，解释了激光弯曲钢管过程中沿钢管壁厚各点的弹塑性变形的规律。结果表明，在给定技术参数下，激光扫描处横截面沿壁厚方向均产生压缩塑性变形，且下表面的压缩塑性应变比上表面要大，并解释了其机理。同时研究了激光工艺参数对弯曲成形角的影响，随着激光功率或激光扫描角度的增加，弯曲角度增加。
激光技术 激光弯曲 数值模拟 应力应变 laser technique laser bending numerical simulation stress and strain
华中科技大学,材料科学与工程学院,武汉,430074
将Ni-Cr合金粉末用有机粘接剂调成膏状涂在铸造铝合金ZL108基体上,然后采用CO2激光进行激光表面合金化处理.通过选择合理的工艺参数,在基体表面获得冶金结合性能良好的合金化层.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对合金化层的显微组织结构进行详细的研究.结果表明,合金化层由Ni-Al金属间化合物组成,并且呈点状、弥散分布在Al-Si共晶基体上.合金化层的显微硬度可达到230HV左右,比基体材料提高大约3倍;耐磨性比基体提高2倍左右.
激光表面合金化 Ni-Cr合金粉 铸造铝合金 Ni-Al金属间化合物
华中科技大学,材料科学与工程学院,武汉,430074
通过实验研究管状件激光弯曲成形的机理以及成型规律.金属管状零件的激光弯曲成形是一种利用激光加热来实现构件的柔性成形技术,其基本原理是利用高能激光束扫描金属管表面,加热区域材料的热膨胀引起材料产生堆积,冷却后,该区域材料沿轴向上的缩短,导致了金属管朝向激光束的弯曲从而最终实现无模具成形.影响金属管状零件激光弯曲成形的工艺参数主要有激光功率、扫描角度、扫描次数、光斑直径和扫描速度.通过实验研究了工艺参数对弯曲角度的影响.在一定取值范围内,增大激光功率,增大扫描角度,增加扫描次数,降低扫描速度均可以使弯曲角度变大;增大光斑直径,弯曲角度会变小.
激光加工 激光成形 钢管弯曲 机理
华中科技大学材料科学与工程学院,武汉,430074
板料激光弯曲成形是一种利用激光成形构件的柔性成形技术,以平板激光单次扫描成形的过程为研究对象,应用有限元分析软件ANSYS进行二次开发,对温度梯度机理下弯曲成形过程的温度场进行了系统的研究.建立了温度场的有限元分析模型,研究了给定技术参数下激光弯曲温度场的动态变化过程和温度场的分布,以及各技术参数对峰值温度和温度梯度的影响规律.
激光弯曲 温度场 数值模拟
激光弯曲成形相对于传统成形工艺的优势已逐渐被人们所认识,但目前应用该技术的最大障碍是如何将工艺参数与最终成形相联系。数值模拟技术为解决该问题提供了有效手段。概要介绍了最近几年来有关激光弯曲成形的数学物理模型最新进展。最后指出了未来应重点研究的几个方向。
激光弯曲 数值模拟 温度场 应力应变场
华中科技大学激光技术国家重点实验室,武汉,430074
研究了汽车发动机缸体激光淬火在线生了改进;水基金属氧化物胶体吸光剂和精密的内孔自动喷涂方法,解决了缸体激光淬火吸光层在线制备的技术难题;开发了发动机缸体激光淬火数控机床.基于上述技术,并采用模块化设计,有效实现光、机、电系统集成,在国内首次实现了汽车发动机缸体激光淬火的在线式生产.
激光 在线热处理 缸体 淬火
