针对核工业阀门材料Deloro40镍基合金耐磨性急需改善的问题，采用激光增材制造技术通过添加不同质量分数的Mo元素，探究Mo元素对Deloro40镍基合金组织和耐磨性的影响。结果表明，Mo元素的添加促进了Mo2C、Mo2O和Ni3Si2物相的生成。随着Mo元素的增加，晶粒尺寸细化和组织中生成的硬质相Mo2C使合金硬度得到提高；试样磨损率均呈现先增加后减小的趋势，在摩擦过程中生成的MoO2起到润滑作用，降低磨损率。当添加5% Mo试样时，在25 ℃和400 ℃工况下合金均表现出优异的耐磨性。

基于固体的光声效应理论, 建立了石墨烯薄膜光声效应的理论模型, 推导了石墨烯薄膜光声信号的声压表达式。对不同基底的石墨烯薄膜进行了超快脉冲激光下的光声理论计算和实验测试, 对比发现, 计算值与实验值在频域内的变化趋势基本吻合, 有效验证了理论模型的正确性。进而, 利用灵敏度分析法对影响石墨烯薄膜光声效率的相关因素进行研究, 结果表明, 石墨烯薄膜的厚度变化(5~15 nm)对光声效率影响微弱, 灵敏度系数低于0.01；基底材料的蓄热系数对光声效率有显著影响, 灵敏度系数约为1.88, 蓄热系数较低的基底材料表现出的声学性能更好；环境气体的密度、热导率和比热的灵敏度系数分别为1.09、0.97和0.9, 石墨烯薄膜产生的声压级大约与环境气体比热的倒数成正比。研究结果对于石墨烯薄膜在光声扬声器等相关领域的应用具有指导意义。

利用IPG YLS-6000型光纤激光器和摆动焊接头对Q235钢进行了线性焊接和摆动焊接试验,对比分析了两种焊接接头的显微组织及力学性能。结果表明:激光束摆动焊接较线性焊接可显著增加焊缝宽度(1.34 mm→1.60 mm);两种焊接接头各微区的显微组织相同,焊缝组织为板条马氏体、板条贝氏体和晶界铁素体,热影响区的完全奥氏体化区主要为铁素体和板条马氏体,不完全奥氏体化区则为晶粒尺寸不均匀的铁素体和珠光体;摆动焊接接头的整体硬度高于母材,焊缝纵向抗拉强度约为母材的1.74倍,延伸率仅为母材的66.7%,冲击韧度可达母材的90%左右,与线性焊接接头具有相同的力学性能。摆动焊接可以有效降低激光焊接对组对间隙的要求,且对焊接接头的硬度、强度和韧性无不利影响。

激光增材制造技术已经在多个领域得到应用, 但是由于缺乏对制造过程进行相应的监测和诊断, 阻碍了该技术在对产品质量有严格要求的高精尖领域的发展应用。采用分析激光诱导等离子体光谱的方法对激光增材制造过程中FeCr混合粉末中的Cr元素进行在线监测。首先通过实验采集光谱数据; 其次找到Cr浓度与光谱特性之间的关系; 最后根据相关的光谱特性建立Cr浓度监测模型。本文使用的化学计量法为支持向量回归, 实验结果表明该模型能较为准确地预测激光增材制造过程中的Cr浓度。当Cr浓度为11.9%时, 整个过程的绝对标定误差为0.67%, 相对标定误差为5.04%, 相对标准误差为4.23%。将SVR模型应用到在线监测中, 发现预测值以很小的幅度在实际的Cr浓度值附近上下波动。

镁合金材料作为轻型结构材料,在汽车、航天、电子、医学领域的需求日益增大。激光增材制造技术的发展使得制备复杂结构和高性能的镁合金零件成为可能。本文详细介绍了国内外学者在激光增材制造镁合金领域的研究方向和现状,介绍了激光工艺参数和粉末材料参数对表面形貌、球化、缺陷、孔隙率的影响,以及激光增材制造在元素烧损、显微组织、力学性能和数值模拟方面的研究成果。最后,总结了当前镁合金研究中存在的问题和空白,并对未来的镁合金研究和应用进行展望。

农机刀具易于磨损的特点, 采用激光再制造的方法对农耕刀具表面制备NiCr＋WC涂层, 并对涂层和涂层与基材的界面显微组织进行了分析, 最后通过Abaqus对再制造层及其界面的温度场进行了模拟。实验结果表明, 通过激光再制造方法可以成功制备出与基材呈良好冶金结合的耐磨强化涂层, 通过SEM观察发现涂层的WC与NiCr合金形成了良好的复合材料, 涂层中晶粒细化, 硬质颗粒WC均匀分布在NiCr合金基体上, 形成了良好的结合界面, 模拟结果与实验结果的温度场分布具有一致性。

采用光纤激光器对2.8 mm厚800 MPa级热轧高强钢板进行了激光焊接, 通过调整激光功率获得了全熔透焊接接头, 观察了不同热输入下焊接接头的显微组织, 并测试了焊接接头的显微硬度、拉伸性能和冲击韧性, 研究了焊接接头显微组织与力学性能之间的关系。结果表明：焊接接头内不存在软化区, 焊接接头的抗拉强度可达到母材水平, 冲击功可达到母材的85.6%。

利用连续光纤激光器进行了800 MPa级和1000 MPa级双相钢的激光拼焊试验,研究了马氏体含量对双相钢焊接接头组织和性能的影响。结果表明,不同马氏体含量双相钢的焊接接头均由全马氏体区和不完全相变区组成。两种焊接接头不完全相变区的宽度和显微硬度的降幅较小,其拉伸断裂位置均位于母材。1000 MPa级双相钢焊接接头在杯突试验中沿不完全相变区直接开裂并扩展,杯突值达到母材的85.0%;800 MPa级双相钢焊接接头则垂直于全马氏体区方向开裂,杯突值达到母材的91.7%,成形性能好。

针对现有局部立体匹配算法在弱纹理区域匹配精度低的问题,提出一种基于改进代价计算和自适应引导滤波代价聚合的局部立体匹配算法。该算法首先将增强后的梯度信息与基于增强梯度的Census变换相结合,构建代价计算函数;然后对图像的每一个像素构建自适应形状十字交叉窗口,并基于自适应窗口进行引导滤波代价聚合;最后通过视差计算和多步视差精化得到最终的视差图。实验结果表明,改进后的算法在Middlebury测试平台上对标准立体图像对的平均误匹配率为4.80%,与基于传统引导滤波器的立体匹配算法相比,本文算法在弱纹理区域取得更好的匹配结果。

对DP980板和A6061板进行了激光搭接焊试验，对比分析了镍箔对焊接接头焊缝(WS)和熔合线(FL)的显微组织、显微硬度及拉剪性能的影响。结果表明，对于未添加镍箔样品，铝元素进入熔池内导致WS和FL处形成大量软质相δ铁素体和部分板条马氏体(LM)，钢/铝界面处析出脆性FeAl2、FeAl3金属间化合物，金属间化合物层的峰值厚度约为50 μm，拉伸过程中焊接接头在界面处发生脆性断裂；对于添加镍箔样品，镍元素抑制了Fe-Al冶金反应的进行，促使δ铁素体向奥氏体转变，在室温下WS获得了全LM组织，WS硬度升高，界面处形成了Ni-Al金属间化合物，界面处的硬度和脆性Fe-Al金属间化合物层的厚度减小。镍箔使焊接接头的强度提高至61 MPa，是未添加镍箔样品的1.4倍。