针对水下激光成孔存在的缺陷, 用超声辅助水下激光成孔的工艺方法对不锈钢进行打孔, 分析了激光脉冲能量、水层厚度、超声功率对成孔三维形貌、孔径和孔深的影响; 对比分析了有无超声辅助水下激光成孔三维形貌和SEM图像。结果表明, 超声场辅助水下激光成孔工艺下, 孔口形状、孔壁粗糙度改善, 熔渣沉积减少, 成孔质量比较好。随着激光脉冲能量、超声功率的增大孔的深度和直径也随之增大, 孔锥度减小; 随着水层厚度的增加孔的深度和直径先增大后减小, 在水层厚度为3 mm处的孔直径最接近于孔深; 有超声辅助时孔的形貌明显好于无超声时孔的形貌。

为了研究激光法制备纳米金刚石的相变机理, 采用纳秒脉冲激光冲击微米级石墨悬浮液, 并做强酸高温氧化提纯处理, 结合X射线衍射、喇曼光谱、高分辨率透射电镜等表征手段以及热力学和动力学分析方法, 对实验结果进行了理论分析和实验验证。合成得到分散均匀、尺寸在4nm~12nm的超细纳米金刚石。结果表明, 纳秒激光辐照下, 石墨是通过固态-气态-液态-固态的形式转变为金刚石结构的; 与毫秒脉冲激光相比, 高功率密度、短脉宽的纳秒激光为金刚石核的生长提供了大的过冷度, 提高了金刚石的形核率和生长速率; 但是纳米金刚石的生长温度范围极小, 冷却过程中石墨结构与金刚石结构同时形核、长大, 引起金刚石颗粒表面的石墨化, 限制了纳米金刚石的生长。

针对切割后的板料表侧面质量差, 拼焊时因两板间隙产生挂渣、过烧和熔滴等问题, 对5 mm厚的22SiMn2TiB装甲钢进行了激光切割实验研究, 讨论了激光功率、切割速度、离焦量、喷嘴孔径和辅助气体压力等5个工艺参数对切割后板料表侧面质量影响的规律。实验结果表明: 激光切割22SiMn2TiB装甲钢时, 调整上述5个工艺参数在合理范围内时, 未产生挂渣、过烧和熔滴等缺陷。最后通过工艺优化得到了激光切割22SiMn2TiB装甲钢最佳工艺参数为切割速度2 000 mm/min、激光功率2 200 W、离焦量1 mm、喷嘴孔径1.5 mm、辅助气体压力0.15 MPa。

为分析激光冲击AZ31B镁合金薄板背面的动态响应与残余应力分布规律,采用PVDF贴片传感器对冲击波进行测量得到压电波形与动态应变响应曲线,X射线衍射仪对薄板背面冲击区域中心与其边界点冲击前后残余应力进行测量,结合冲击波的传播规律,解释了应变变化对残余应力变化的影响。结果表明,冲击波从冲击区域向冲击区域外的传播过程中,能量衰减明显。动态应变响应曲线类似正弦曲线,冲击区域在弹塑性双波加载时动态应变骤然增高,随后波动上升,最终的静态应变呈现拉应变与检测出的残余应力变化规律相符,冲击区域边缘的动态应变响应相较冲击区域变化缓和,弹塑性双波的卸载与加载过程并未引起动态应变的大幅突变,静态应变变化不大与残余应力的变化规律一致。

为分析在激光冲击波作用下AZ31B镁合金薄板背面的动态响应，采用聚偏氟乙烯贴片传感器与数字示波器对强激光诱导的冲击波进行测量，得到压电波形，结合冲击波的传播特性，对弹塑性双波的传播规律进行了研究。结果表明：激光诱导的材料动态响应是快速的；压电波形图反映出的弹性前驱波与塑性加载波传播到靶材背面的时间与理论时间相符；弹性前驱波能量小引发的波形振幅较小，紧随着的塑性加载波能量大并引起较大振幅波动，弹塑性双波卸载过程与紧接着的加载过程导致了压电信号的波动振幅提高。

介绍一种新型激光叠焊系统。该系统用于将尺寸为2 400.0 mm×1 200.0 mm×1.2 mm的两块不锈钢板重叠焊接在一起。针对较大尺寸不锈钢板在激光加工中易变形等特点设计出主—辅式压紧机构及激光头随动加工系统; 另采用先点焊, 再焊边框, 最后焊内部小圆的工艺, 有效地控制了焊接过程中大尺寸板材的变形。采用不同的焊接工艺, 对焊缝质量进行检测焊缝和耐压测试。结果表明激光功率1 400 W、焊接速度2 500 mm/min、离焦量-2 mm时, 焊缝有较好的焊接效果。

多晶硅的制造工艺日趋成熟, 成本不断降低, 在太阳能电池的制造中应用越来越广泛; 激光加工技术效率高、消耗低, 在太阳能电池制造领域起着举足轻重的作用。为了探究激光参数对多晶硅加工效果的影响, 在正交试验方法的基础上, 运用激光在多晶硅片表面进行单点多脉冲打孔的实验方法, 通过光学显微镜和三维形貌仪等设备对实验结果进行观察分析, 建立了工艺参数与激光钻孔实验结果的关系, 并优化了激光冲击多晶硅片的参数, 分析了孔周围的热影响区。由实验得到以下参数: 激光波长为532 nm, 能量120 mJ, 光斑直径0.5 mm, 作用时间45 s时, 在该条件下可得到最佳的孔径。