1 安徽建筑大学机械与电气工程学院,安徽 合肥 230601
2 工程机械智能制造重点实验室,安徽 合肥 230601
3 中国科学技术大学工程科学学院,安徽 合肥 230027
4 安徽拓宝增材制造科技有限公司,安徽 芜湖 241200
选择低成本的316L不锈钢旧粉进行选区激光熔化（SLM）成形,拟通过工艺参数优化和热处理来提高产品的性能。采用平均粒径为27.6 μm的316L不锈钢旧粉,在不同的工艺参数下制备多组试样,然后进行微观形貌观察和力学性能测试;选取成形性能较优的试样,研究不同冷却方式的热处理工艺对试样力学性能、耐蚀性以及组成相的影响。研究结果表明：激光能量密度为54 J/mm 3时,试样的成形性能（硬度、抗拉强度、延伸率等）最佳,且激光能量密度一定时,成形性能与激光功率、扫描速度密切相关;热处理后,试样表现为硬度和抗拉强度下降,延伸率和耐蚀性增大,奥氏体组织未发生转变,仅晶粒尺寸变大。使用316L不锈钢旧粉进行SLM成形时,选择适宜的成形参数与热处理方法可以使成形件具有优良的力学性能。
激光技术 选区激光熔化 316L不锈钢旧粉 激光能量密度 热处理 性能 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0114006
1 西安科技大学, 陕西 西安 710054
2 河南工学院, 河南 新乡 453003
3 中航光电科技股份有限公司, 河南 洛阳 471023
采用激光选区熔化(SLM)制备了不同激光能量密度的316L不锈钢块状试样, 利用光学显微镜(OM)和硬度仪等观察和分析316L不锈钢的显微组织与硬度。结果表明: 扫描速度大于激光功率对单道熔池宽度的影响, 其中, 当激光功率固定时, 速度越大, 熔池宽度越小; 当扫描速度固定值时, 激光功率越高, 熔池宽度越大。随着体激光能量密度增加, 相邻的熔道及上下成型层能够较好搭接, 熔池形态均匀稳定, 空隙和微孔等缺陷逐渐消除, 同时熔池断续减少, 熔池宽度逐渐由小变大, 其具体值从40.19 μm增加到108.34 μm, 不同方向的维氏硬度逐渐增大, 其中体激光能量密度在110~120 J·mm-3时, xoy、xoz、yoz面显微硬度达到最优。此外, 激光选区熔化成型316L不锈钢的硬度存在明显的各向异性。
激光选区熔化 316L不锈钢 激光能量密度 微观组织 硬度 laser selective melting 316L stainless steel laser energy density microstructure hardness
1 西安科技大学机械工程学院, 陕西 西安 710054
2 苏州中瑞智创三维科技股份有限公司, 江苏 苏州 215223
在激光旋转角度为73°,粉层厚度为30 μm的条件下,采用选区激光熔化工艺快速成形316L不锈钢,研究了体激光能量密度及成形方向对成形件组织、性能各向异性的影响。结果表明:成形方向对力学性能的影响极大,力学性能的各向异性随组织的各向异性而变;随着体激光能量密度增加,熔池表面趋于平整,x和y向成形件的晶粒生长方向单一,z向成形件的晶粒生长取向明显;当体激光能量密度为65~85 J·mm -3时,晶体生长方向与堆积方向一致,抗拉强度和断后伸长率最佳。可以利用体激光能量密度控制成形件的组织及性能。
材料 选区激光熔化 各向异性 316L不锈钢 体激光能量密度 显微组织
1 上海航天设备制造总厂有限公司,上海 200245
2 上海材料研究所,上海 200437
采用激光选区熔化工艺制备TC4钛合金试样,并主要研究了TC4合金微观组织的演变规律。结果表明,马氏体α′相的形貌、分布与激光能量密度密切相关,随着激光能量密度的增加,基本遵循如下演变规律: 非常细小的Z状马氏体α′相—细小的针状马氏体α′相—粗大的板条α相。能量密度的不同导致试样制备过程中热循环的差异,进而影响马氏体相的形貌与分布,这直接导致了初生、二次、三次和四次马氏体相的体积分数差异。
激光选区熔化 激光能量密度 组织演变 selective laser melting TC4 TC4 laser energy density microstructure evolution
四川大学 电子信息学院 激光微纳工程研究所, 成都 610064
为了研究脉冲激光去除金属表面漆膜的过程, 采用有限元法建立模型, 模拟了喷有漆膜的不锈钢样品表面在移动脉冲激光作用下的温度场, 研究了不同时刻漆膜表面的温度场分布以及激光参量对漆膜表面温度场的影响, 并做了相关对比实验。结果表明, 漆膜表面温度随激光源的移动而变化, 温度场呈现带尾的彗星状; 漆膜表面的温度随激光能流密度和激光重复率的增加而线性增加, 随着扫描速率的增加而指数递减; 激光能流密度和激光重复率越大而激光扫描速率越小时, 激光除漆效率越高; 温度的累积效应可以提高除漆的效率。该结果可以为实际激光除漆过程中激光参量的选取提供参考。
激光技术 激光除漆 ANSYS软件 能流密度 扫描速率 激光重复率 laser technique laser removal of paint ANSYS software laser energy density scanning rate laser repetition rate
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471023
2 海军驻洛阳地区航空军事代表室，河南 洛阳 471009
激光光斑成像质量是激光制导**的重要指标之一，为了考核该指标的符合性，分析了通用激光光斑测试技术的优缺点，针对影响外场激光光斑测试精度的几个因素，提出解决外场测试过程中的有效途径。针对应用中的测试需求，采用非接触式的间接测量方法，设计了基于双CCD探测的外场高精度激光光斑测试系统，该系统具备记录保存光斑并进行图像处理、实时监控、解算激光编码及误差值、镜前空间能量密度变化和激光脉冲漏散率等功能，具有测试动态范围大、分辨率较高、抗外界干扰性强、使用方便等特点，能够实现外场高精度的激光光斑测试与分析评估。通过外场的测试应用与分析，该测试系统解决了外场激光光斑测试中的问题，在外场靶试过程中发挥出了重要的作用。
激光光斑采集 双CCD探测 激光镜前能量密度 图像处理 laser facula sample dual CCD detection laser energy density foward lens image processing
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 金日成综合大学科技及实验仪器研究所, 朝鲜
讨论了激光热抛光时工件表面上的能量密度的控制原理及实时控制方法, 研制了一套激光能量密度实时控制系统。采用连续激光源和 CCD-FPGA图像处理反馈模块, 实时控制在待抛光物体上的光斑面积大小进而实现脉冲激光能量密度的恒定。利用激光抛光系统对 316L不锈钢进行实验, 分析了恒定脉冲激光能量密度的方法和研制的激光抛光系统的特性,研究表明经脉冲激光热抛光后其表面粗糙度大幅度降低, 由 292.3 nm降至 146.6 nm。
激光抛光 激光能量密度 光斑 离焦距离 laser polishing laser energy density spot focal offset
为了研究激光能量密度对尼龙12/高密度聚乙烯(HDPE)制品尺寸的影响，基于选择性激光烧结快速成型技术，利用CO2激光对尼龙12/HDPE粉体材料进行了激光烧结成型试验，并用扫描电镜分析了烧结层中尼龙12/HDPE的显微组织。结果表明，随着激光功率/扫描速率(P/v)的增加，烧结件的翘曲量逐渐增大；较佳的成型激光能量密度为P/v=0.8%，此时的翘曲量约为0.4mm。该结果对复合尼龙粉末的激光烧结的研究是有帮助的。
激光技术 选择性激光烧结 激光能量密度 翘曲量 致密度 laser technique selective laser sintering laser energy density warping sintered density
中国人民解放军63880部队博士后科研工作站,河南 洛阳 471003
实验发现,发散角为0.5mrad的激光传输10km的激光能量密度量级的估算可不考虑湍流的影响。仿真了不同发散角下的激光能量密度,发现中等湍流强度(C2n=10-14 m-2/3)下,发散角为mrad量级的激光能量密度量级的估算可不考虑大气湍流的影响,湍流的存在仅改变激光光强分布。发散角为μrad量级的激光能量密度的估算必须考虑大气湍流的影响,湍流的存在既改变激光光强分布,也对平均能量密度产生较大影响。考虑湍流时激光能量密度的估算可用84%环围能量密度近似。
发散角 大气湍流 激光能量密度 divergence angle atmospheric turbulence laser energy density
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所,绵阳,621900
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳,621900
运用光腔衰荡光谱技术测量钕玻璃在激光辐照下其透过率的变化,判断出钕玻璃体损伤的产生.实验采用直腔型衰荡光腔,通过检测钕玻璃在强激光辐照下产生应力时其透过率的变化,测试出了钕玻璃在强激光辐照下产生体损伤的激光能量密度.该测试方法灵敏度高,且对测试元件无破坏作用.
光腔衰荡光谱 钕玻璃 透过率 体损伤 激光能量密度 cavity ring-down spectroscopy Nd-glass transmittivity inside-damage laser energy density
