激光弯曲成形技术常用的激光类型是点激光，在温度梯度机理的作用下单次成形角度有上限，在3°左右。为了增大点激光单次成形角度，提高成形效率，本文以不锈钢304板为对象，通过试验对比探索了将圆振荡模式应用于激光弯曲成形中以提高弯曲角方法的可行性；并且借助于三维视觉传感器测量板件在圆振荡激光束弯曲成形过程中的动态响应，从余热效应、吸收率等角度分析其弯曲成形机理。对比试验结果显示，在激光能量密度较高的情况下，圆振荡模式确实可以明显提高工件的弯曲角，增长率在60%左右。同时，三维视觉传感器的测量结果显示出了板件在成形过程中的复杂形变与角度变化过程：板件在长度与宽度方向上均产生了塑性变形，长宽形变比约为10∶1；单次扫描成形板件弯曲角增长过程呈现不同的增长曲线；多次扫描成形弯曲角分布不均衡。此外，板件厚度也逐渐增加，热影响区微观晶粒得到细化。为进一步理解圆振荡激光束弯曲成形过程与机理提供了试验支撑。
激光弯曲成形 圆振荡激光束 不锈钢304 变形机理 laser bending circular oscillation mode SS304 bending mechanism
1 中国矿业大学机电工程学院，江苏 徐州 221116
2 江苏省矿山智能采掘装备协同创新中心，江苏 徐州 221116
根据激光冲击的原理对超光电子铜箔进行了微尺度激光冲击平坦化(MLSF)处理。首先，通过MLSF实验研究脉冲能量和冲击次数等工艺参数对电子铜箔平坦化效果(表面粗糙度Sa)的影响规律；然后，根据电子铜箔平坦化效果与工艺参数的对应规律，阐明电子铜箔的MLSF原理；最后，采用透射电子显微镜对MLSF处理前后的电子铜箔进行显微表征，揭示电子铜箔MLSF的表面变形机理。研究结果表明：当激光脉冲能量为100 μJ、冲击次数为3次时，电子铜箔的表面粗糙度(Sa)从22.7 nm降低到5.0 nm，降低了78%；冲击波经吸收层和样品层后被放大，使得样品层(铜箔)与底板(玻璃)的表面形貌接近；金属箔内部的小塑性变形和下表面附近的大塑性变形是MLSF的表面变形机制。
激光技术 激光冲击 微尺度 电子铜箔 表面粗糙度 表面变形机理 中国激光
2022, 49(16): 1602002
1 上海交通大学材料科学与工程学院上海市激光制造与材料表面改性重点实验室, 上海 200240
2 日立(中国)研究开发有限公司, 上海 200020
利用光纤激光器对DC01镀锌钢板和SUS304奥氏体不锈钢薄板进行了激光非熔透搭接焊实验、反变形焊接实验,测得了SUS304钢板(下板)表面微凸起的变形量和变形轮廓,研究了非熔透焊后SUS304钢板表面微凸起变形产生的机理。研究结果表明:角变形是SUS304钢板表面微凸起产生的重要原因;通过反变形法矫正角变形可降低微凸起的最大高度,但微凸起区域的塑性凸起变形仍存在;焊接过程中的角变形和热膨胀引起的塑性变形是非熔透搭接焊下SUS304不锈钢板无焊缝一侧微凸起变形的主要原因。
激光技术 非熔透激光焊 微凸起变形 变形机理 角变形 塑性变形
为了研究激光冲击强化(LSP)过程中冲击波柔性加载条件下靶材的表面形貌与变形机理的联系，采用短脉冲强激光对304奥氏体不锈钢表面进行LSP处理，在没有对材料表面进行腐蚀的条件下，利用光学显微镜直接观察了LSP处理后材料的表面，并分析了其表面形貌特征与形成机理。研究发现，表面形貌呈现了多晶面心立方(FCC)金属的塑性变形特征，所浮现的形变组织能够直接反映材料在冲击波加载下的变形机制。实验结果表明，激光冲击后材料的表面形貌与塑性变形机制具有对应关系，这为LSP处理的变形机理的研究提供了一种新的实验方法。
激光技术 激光冲击强化 表面形貌 变形机理 显微组织
