1 华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074
2 中建三局第一建设工程有限责任公司，湖北 武汉 430038
3 华中科技大学分析测试中心，湖北 武汉 430074
采用激光熔覆成形了304不锈钢，利用扫描电镜、X射线衍射及透射电镜技术，研究了熔覆层的组织形貌及相组成。结果表明：熔覆层主要由奥氏体（γ）相和FeCr（σ）相组成，σ相中Fe与Cr的原子数分数比接近1∶1；γ相呈细小、致密的枝晶状，σ相主要为长条状，宽度约为200 nm，分布在枝晶间隙处。在熔覆层快速凝固过程中，σ相从枝晶间的共晶铁素体（δ）中析出。枝晶间共晶形成的大量γ/δ界面有效降低了σ相的形核难度，同时，枝晶间Cr元素的富集促进了σ相的形成和粗化。因此，相比于不锈钢在固溶过程中析出的σ相，激光熔覆过程中析出的σ相形成时间更短，尺寸更大。
激光光学 激光熔覆 304不锈钢 枝晶间组织 σ相 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1114001
1 华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学机械科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
利用高速电耦合器件与发光二极管光源实时获取激光清洗后铝合金的表面图像,设计了铝合金表面氧化膜激光清洗机器视觉在线检测系统,提出了针对激光清洗过程的动态阈值快速定位耦合算法。所提算法解决了激光高速清洗过程中表面光照不均的问题,实现了激光清洗过程中清洗合格区域与不合格区域的准确分割及快速定位。所设计的在线检测系统能够实时检测铝合金表面氧化膜的清洗质量,缩短了检测时间,提高了检测准确度,可以保障整体的清洗质量。
激光技术 激光清洗 机器视觉 实时检测 铝合金
华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
针对轻量化发展中铝合金焊前表面清理的工艺需求, 研究了铝合金板材光纤激光清洗机理。通过分析激光空间与能量分布参数, 确定激光清洗中需要的激光密排方式。在此基础上, 进行激光清洗工艺实验, 得到了激光参量对表面状态的影响规律, 探究并优化了氧化膜剥离工艺, 并提出铝合金表层氧化膜可能的两种剥离机制。通过对优化后的清洗参数进行焊接评估, 发现激光清洗可以改善焊缝成形, 显著提升接头力学性能, 验证了光纤激光清洗改善铝合金接头质量的可行性, 有助于高强度铝合金接头在制造业领域的大面积推广。
激光制造 激光清洗 铝合金 剥离机制 激光焊接 质量评估 中国激光
2017, 44(12): 1202005
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
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
采用大功率CO2快轴流激光器进行了Ti-7Al-2Zr-2Mo-2V的激光弯曲成形,研究了累积线能量密度对钛合金显微组织和维氏硬度的影响.提出了累积能量密度门槛值的概念,累积线能量密度高于门槛值时,累积线能量密度对钛合金显微组织和显微硬度有影响,低于门槛值时没有影响.随着累积线能量密度的增加,HAZ尺寸呈二次曲线增加.
激光弯曲成形 累积线能量密度 显微组织 维氏硬度 门槛值
