激光-电弧复合焊接因其焊接效率高、间隙适应性好、焊缝成分和性能可控等优点正在成为工业生产中最重要的激光焊方法.与目前常用的旁轴激光- 电弧复合焊相比,激光- 电弧同轴复合可以在工件表面提供对称热源,焊接质量不受焊接方向影响而适于三维焊接.本论文介绍了作者研制的CO2激光与脉冲MIG同轴复合焊系统,以及用该系统进行的铝合金复合焊接实验.对焊接过程中的基本物理现象进行了观察和分析,测定了焊缝的熔深、熔宽和焊缝断面.结果显示,同轴复合焊可以提高电弧稳定性、提高熔化效率合改善焊缝成形。

为满足激光快速制造的要求,设计了三维同轴送粉工作头.采用由单片机组成的控制系统控制二个步进电机以实现送粉头能绕Φ轴旋转和Ψ轴旋转,加上原有数控系统的运动配合使送粉工作头具有三维空间工作能力,它克服了普通送粉头工作空间的限制,同时还具有粉末流束焦点可调功能.此工作头用于激光快速制造能制造出轴瓦类等零件.用于激光涂敷可以完成形状较复杂零件的表面修复, 如导套零件等.利用研制的三维送粉头对导套零件和不锈钢板进行了大面积激光再制造的初步试验研究,取得了良好的效果.

气流纺机框架结构件是某大型纺机厂自行设计的重要零部件且用量较大,该部件由左右两块350×400mm厚3mm激光切割成型A3板之间有一个斜拉连接件三个垂直连接件焊接而成.该框架结构件上装有高速运转纱筒和其他机件,设计要求框架不但有足够的强度而且有较高的尺寸精度和平面度.作者通过对气流纺机框架结合件结构特点和焊接过程热变形温度场、应力场的分析、与原设计焊接方案的焊接结果比较,对原设计焊接方案进行了更改,采取了榫孔焊接方式、选择最佳焊接顺序、预除氧化层和氩气保护措施,用5000W CO₂激光器在3000W功率下进行激光连续热传导焊接.在焊接过程中不需要施加任何外力定位,无预应力的影响,因而焊接变形微小,工艺具有较高的稳定性、可靠性.工艺实验在西门子数控五轴四联动激光焊接机床上进行,程序自动化、工作效率高,产品一致性好.激光焊接后的框架结构件平面最大变形小于0.2mm,与原设计焊接方案的实验结果比较,平整度提高5倍以上,焊缝均匀平整、焊缝熔深0.9-1mm，宽度1.75mm,强度达到设计要求.

液压成形技术被汽车用超轻车体计划列为重点发展的三大技术之一.管件液压成形技术是一种加工空心轻体件的先进制造技术,其原理是在封闭的成形模具里面,通过内部施加高的水压从而将金属管胀形成所需要的形状.液压成形件具有复杂的外形和特殊的性能,在汽车零部件上得到广泛的应用.液压成形技术中使用的原材料为钢管,近年来利用激光焊管作为液压成形的原材料,得到了迅速发展.激光焊管可以用不同的材料制成,可以为不同的形状,如柱状,锥状等.通过激光焊接技术拼裁制管从而使焊管在不同部位可以具有不同的机械强度,同时无毛刺边,灵活性很强.本文阐述了激光焊管作为液压成形原材料在汽车零部件上的广泛应用，并对激光焊管与直缝电阻焊管作了比较.

本文以CuSi3为钎料,电镀锌钢板为母材,CO₂激光为热源,对卷对接接头进行了激光填丝钎焊研究.试验过程中,通过改变钎焊工艺参数及激光入射方式,研究了镀锌钢板激光填丝钎焊在不同热输入下的钎缝外观成形规律.结果表明,激光功率和光斑直径是影响钎缝成形最重要的因素;倾斜入射激光可以改善钎缝成形质量.此外,对不同热输入和同一接头不同部位的界面结合情况和界面元素的分布进行了SEM观察和电子探针分析.结果表明,随着钎焊线能量的增加,Si、Mn元素容易在界面处出现偏聚;相对于接头上部,接头下部钎料与母材结合微弱,界面更容易出现Si、Mn、Zn元素的富集.

随着高功率短脉冲激光器技术的日益成熟,高能激光和材料相互作用产生高幅冲击波技术的应用研究日趋广泛.本文介绍利用激光诱导冲击波技术在金属材料表面改性和成形方面的最新研究成果,综述了激光冲击强化、激光冲击成形和激光喷丸成形技术的机理、特点、工业应用及今后的发展趋势.

激光冲击处理(又称激光喷丸)技术是利用强脉冲激光致的压力冲击波在金属材料表层产生应变硬化的一种新型表面强化技术.本文介绍了激光冲击处理技术的特点,分析了国内外最新发展状况,特别是LLNL、MIC、GE等公司应用激光冲击强化涡轮发动机零件的工艺.

采用灰口铸铁作为基体材料,在不预热情况下通过增加Ni25过渡合金熔覆层,再用Ni45合金进行熔覆实验;由于过渡合金熔覆层中的Ni提高了奥氏体的稳定性,缓解了组织内产生的残余应力,减缓硬度梯度,多次堆焊加热使其热应力在该区域得到缓释,消除裂纹产生.同时又由于Ni45熔覆层中的高Cr使钢的共析成分点左移,同时产生Cr19Fe7Ni11金属化合物,因此提高了修复层的硬度,熔覆层厚度6mm.经修复后的罗茨鼓风机转鼓,加工后能满足机械装配精度及设备厂性能,耐磨性大大提高.

分析振镜扫描系统的工作原理,设计完成双闭环控制位置随动伺服系统,经实验验证,系统性能达到设计要求.

对模拟腐蚀损伤的铝合金试样表面进行了激光熔覆填充处理,分析了激光熔覆层的显微组织,并对熔覆试样和基材试样进行了疲劳寿命对比实验.结果表明,表面激光熔覆会显著降低材料的疲劳性能,在99%可靠度的前提下,熔覆试样的安全寿命比基材试样有所降低.其主要影响因素有:熔覆层底部的枝晶、重熔区内的缺陷和熔覆层内的拉应力.经过表面机械冲击后,疲劳性能得到显著提高,提高幅度为244%,疲劳断口形貌表明,熔覆层有明显的疲劳特征.

本文对国际上最新的大功率扩散冷却型Slab CO₂激光器的光束质量进行了全面的测量与实验研究.从原始激光束的光束质量、通过导光系统后激光束质量、聚焦光斑的质量以及焦点漂移四个方面全面考察了Slab CO2激光器的光束质量以及光束的传输、聚焦特性.结果表明,Slab CO₂激光器具有高光束质量,其M2因子非常接近1的理想值;激光束具有良好的传输和聚焦性能,可以长距离传输;使用焦距为300mm的聚焦镜聚焦,聚焦光斑的束腰半径约为134μm,光束横截面能量分布接近理想的高斯分布,焦深约为5mm,在加工范围内(3m),激光束的焦点漂移量大约为1mm.另外,采用Slab CO₂激光器对厚度为10mm的低碳钢在不同的离焦位置进行激光深熔焊接实验,讨论了激光光束质量和焦深对焊接结果的影响.

提出利用CO₂激光器快速制作微阵列点样芯片.通过测量激光在不同功率下加工小孔或是对同一小孔加工不同次数时所得小孔孔径和深度,以此来确定激光器的各项性能参数.并且测得不同功率的激光穿透小孔以及穿透次数不同所得小孔孔径.最后利用直径约为79μm的10×10阵列式孔道制作微阵列点样芯片,于尼龙膜上点样,所得样点平均直径为200μm,并测得小孔孔径与样点两者相对标准偏差分别为4.3%和7.4%.

本文对铸铝(ZL104)表面激光镀覆纳米Al2O3/TiO2镀层的耐磨性进行了研究,结果表明:其相对耐磨性比同样基材表面热喷涂Al₂O₃/TiO₂镀层有明显改善.按ASTMG99及DIM50324测试标准,在选定的试验条件下,激光镀覆层的相对磨损体积比热喷涂层减少了92%.主要是因为激光快速镀覆工艺及引入纳米材料的"纳米效应"的综合作用结果.

提出了一种新型的激光大屏幕显示系统方案:使用由计算机控制的三基色全固态激光器作光源,通过分光镜进行混色,由两个振镜分别完成行和帧方向的扫描.并对由振镜扫描引起的枕形失真的原因和纠正方法进行了研究,对系统的控制方法作了简单介绍.

目的:通过鼠肿瘤动物模型确定ALA配合小剂量HPD激光光动力疗法促使肿细胞死亡及凋亡的疗效及光敏药物最佳用药剂量.方法:以不同剂量的ALA口服(20μg/ml、40μg/ml、60μg/ ml)、HPD2.5μg/ ml静脉注射、24小时后,以630nm 半导体激光250mW/cm2照射,每光斑照射20分钟剂量,照光前及照光后不同时间以肉眼、肿瘤大小测定、病理、电镜、流式细胞仪观察单纯ALA-PDT、HPD-PDT、二者配合的疗效差别并与未作光动力学治疗的空白对照组模型作比较,寻找最佳的光敏药物配合的剂量.结果:ALA20-40μg/ml口服配合HPD2.5μg/ml静脉注射作半导体630nm激光250mW/cm2照射20分钟组光动力学治疗组,从形态学观察，肿瘤大小测定、病理、电镜、流式细胞仪观察是能达到较佳的肿瘤坏死变性、细胞凋亡、肿瘤消失的最小用光敏剂剂量.
结论:ALA20-40mg/kg配合HPD2.5mg/kg,630半导体激光250mW/cm2,照射20分钟是能到小鼠S180肉瘤肿瘤模型光动力学治疗最佳疗效的最小光敏剂剂量.

目的探索低功率氦氖激光对大白兔血液LDL含量的影响.方法大白兔分实验组与对照组,以波长为632.8nm,功率密度为5.4mw/cm2氦氖激光照射实验组大白兔,每天20分钟,连续照射10天.用血清脂蛋白琼脂糖凝胶电泳法测定实验组与对照组HDL、LDL、VLDL的含量.结果两组大白兔LDL水平有明显差异.结论低功率氦氖激光能明显降低大白兔血清LDL的水平.

目的:总结鼻内镜下应用CO₂激光辅助治疗上颌窦囊肿的疗效.方法:对鼻内镜下CO₂激光辅助治疗上颌窦囊肿31病例随访2年以上的病例进行回顾性分析.其中男20例,女11例.年龄25～70岁,平均42岁.鼻内镜下经上颌窦窦口应用sharplan30C CO₂激光系统凝固、气化切除上颌窦囊肿囊壁,术后中鼻道填藻酸钙.结果:31例手术效果良好,术后窦腔不填塞,无并发症,随访2～4年无复发.结论:鼻内镜下CO₂激光辅助治疗上颌窦囊肿视野清晰,出血少,复发率低,是一种安全、微创、有效的术式.

LASIK已经成为近年来眼科矫正屈光不正最常用的手术方法,但随着术后越来越多眼表刺激症状和眼表泪液疾病的出现,已逐渐上升为术后的紧要问题.本文综述了LASIK术后眼表各个方面所发生的改变,使眼科医生能对LASIK术后的眼表问题有更深入的了解和认识,从而更好地服务于临床.

目的:为了减少脑组织的损伤, 更有效的切除肿瘤, 发展微侵袭神经外科. 也是神经显微外科手术成功的关键. 方法: 应用高功率半导体激光器（805nm, 30W）在38例颅内肿瘤和脊髓肿瘤患者中, 成功地进行了激光手术治疗(气化或切割).结果:术后效果良好.还充分显示了805nm半导体激光在应用于显微镜下各类手术的入路,可非常有效地减少对肿瘤的牵拉.保证了神经显微外科手术的成功.

利用傅立叶红外光谱分析仪分析成品膏药和胶浆的吸收曲线,找到了膏药的特征吸收谱线,选用合适波长的激光器测量膏药的吸收与含膏量的关系.本测量系统包括激光发射器,光学准直扩束器,光学接收以及数据显示及采集系统.本方法的特色在于特殊选定波长的激光发射器,而采用光学准直扩束器的目的是可以大面积测量,以反映出整块膏药的含膏量和透过率的关系.初步的实验表明膏药的透过率和含膏量存在一定对应关系.

目的:用Ho:YAG激光对尿道狭窄及膀胱颈部挛缩的患者进行治疗,并评价其疗效.方法:59例患者(其中尿道狭窄26例,膀胱颈部挛缩33例)采用经尿道Ho:YAG激光治疗,观察其术中情况、术后并发症及疗效.结果:59例患者通过治疗,均获得比较满意疗效,术中几乎无出血,术后排尿情况较术前有明显改善且无明显并发症.结论:Ho:YAG激光对尿道狭窄及膀胱颈部挛缩等下尿路梗阻性疾病是一种行之有效的治疗方法,并且安全微创,易于操作.

研制了一种集成控制的高精度微型三路送粉系统.该系统由一套驱动电路统一控制,由三个独立的送粉单元构成,可以同时按照不同的配比送三种粉末用于梯度材料的激光熔覆和金属零件的激光直接制造.为了满足集成控制的要求,该系统具有很好的开放型,三路送粉量既可以由人工控制也可以由计算机编程设定,且在加工过程中可以随时调节,最大误差不超过0.1g/min.由于采用了微型化的结构设计以及铝合金和有机玻璃等材料加工,整个系统体积小,重量轻,可以直接装配在喷嘴上方,从而有效地缩短了送粉路径,提高了粉末控制的响应速度.