针对K640钴基合金粉末进行选区激光熔化(SLM)成形工艺优化实验, 以期获得高致密度K640合金的工艺参数。在固定层厚条件下, 研究了激光功率、扫描速度、扫描间距、扫描线长度对致密度的影响,分析优化参数下成形件的显微组织, 探讨激光线能量密度与成形件粗糙度以及维氏硬度的关系。研究结果表明, 成形件致密度随着激光线能量密度的增加呈先增大后减小趋势, 随着扫描间距和扫描线长度的增加, 致密度不断减小, 最终在激光功率190 W、扫描速度800 mm/s、扫描间距0.08 mm、扫描线长度0.08 mm下获得98.2%高致密度试样; 成形件上表面和侧面粗糙度结果相差较大, 上表面粗糙度随着激光线能量密度的增加而缓慢减小, 而激光线能量密度对侧面粗糙度并无明显影响; 选区激光熔化成形的K640合金平均硬度达到500 HV, 高于传统铸造K640合金硬度。

随着航空航天技术的发展, 材料高温条件下力学特性的研究也越发的重要。研究采用非接触数字散斑相关技术来测量材料高温条件下的弹性模量。研究中首次利用光纤激光器在试件表面刻蚀出大小均匀, 对比度高的高温散斑; 运用计算机辅助散斑干涉技术(CASI)对试件拉伸过程中的散斑图像进行计算分析, 得到全场位移和应变变化, 继而得到试样拉伸过程中的应力-应变曲线。为了验证结果的准确性, 在常温下与引伸计的结果进行了对比, 并运用该方法对高温条件下纯钛的力学特性进行了研究。

为了实现高质量的快速光声图像重建, 研究了不同采样率对光声图像重建的影响。由实验表明, 对于mm量级与几百μm量级的吸收体, 将采样率分别调整到5～7 MHz和7～9 MHz时, 其成像质量好, 速度快。实验所用的光源为YAG激光器, 波长为1 064 nm, 重复频率为20 Hz, 脉宽为7 ns, 探测器为针状的PVDF膜水听器, 接收面积的直径为1 mm。

在二代Curvelet变换理论的基础上, 结合红外和可见光图像的成像源理以及物理特征, 为了更加有效地对图像像素点中信息质量进行测量, 提出了一种二代Curvelet算法用于红外与灰度可见光图像融合。算法中将第二代Curvelet变换域引入活度加权以对图像中像素点信息质量进行评定, 并将方向对比度以及活度加权对显著水平进行测量, 提出了用显著水平测量的方法对系数进行选择, 进而提取红外图像的目标特征以及灰度可见光图像中大量的背景特征信息。仿真结果表明, 该算法能够在保留原图像中重要信息的同时, 融合后的图像边缘细节更加清晰、边缘更加平滑。

目的: 观察红蓝光联合药物治疗寻常痤疮的临床疗效和安全性。方法: 将入选的133例寻常痤疮患者随机分成两组, 全部患者予外涂夫西地酸乳膏, 每日早、晚各1次, 并口服小金胶囊1.05 g, 2次/d。另外, 治疗组(69例) 在予以上药物治疗前先洁面并予红蓝光照射15 min, 2次/周。两组患者的疗程均为4周。结果: 治疗4周后, 治疗组有效率为73.9%, 对照组为54.7%, 差异有统计学意义(P＜0.05) 。治疗组4例患者用药后感到轻度皮肤干燥、脱屑、灼热及红斑样反应, 对照组3例出现皮肤干燥及脱屑。但患者均能耐受。差异无统计学意义(P＞0.05)。结论: 红蓝光联合小金胶囊、夫西地酸乳膏治疗寻常痤疮有较好的临床疗效, 且不良反应轻微, 值得临床选用。

目的: 观察点阵Er: YAG激光治疗痤疮凹陷性瘢痕的临床疗效。方法: 以点阵2 940 nm Er: YAG激光对46例痤疮瘢痕患者进行治疗, 共2~5次, 每次间隔1个月。疗程结束后结合照片判定疗效。结果: 治疗后总体平均有效率为91.3%, 其中治疗2、3、4、5后总有效率分别为62.5%、84.6%、100%、100%。结论: 点阵Er: YAG激光治疗痤疮凹陷性瘢痕安全有效。

白癜风作为一种后天性进展性色素脱失性皮肤病, 308 nm准分子光对其有良好疗效, 真皮淋巴细胞是其治疗机制的主要靶细胞, 现对其免疫学发病机制进行综述, 为相关光疗机制探索提供理论依据。

针对软氮化层深浅、硬度低、承载能力差的问题, 采用半导体激光对30CrNiMo软氮化层表面进行激光淬火复合强化工艺研究。研究了激光功率与扫描速度对复合强化的层深、金相组织和显微硬度的影响规律。软氮化层的硬度及硬化层深明显增加, 且表面硬度和层深可由激光工艺参数来调整。当激光功率为1 100 W, 扫描速度为600 mm/min时, 复合强化工艺与软氮化处理相比表层硬度可提高300 HV左右, 硬化层深可完全覆盖软氮化层深。

采用激光熔覆技术在45#钢基底上制备了AlxCrFeCoCuNi(x=0.5、2.0、4.0)高熵合金涂层, 研究了Al含量x对涂层的抗氧化性能的影响规律。利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对涂层结构进了测定, 进而揭示铝含量的影响。结果表明, 高熵合金涂层主要由简单面心和体心立方结构的固溶体组成, 并且随着铝含量增加到x=4时完全转变为单一的体心立方结构。在900 ℃大气气氛中氧化动力学曲线表明AlxCrFeCoCuNi高熵合金涂层具有较好的抗氧化性能, 并且随着Al含量的增加而提高。这是因为高温氧化后其表面主要生成了Al2O3和Cr2O3保护膜, 从而提高了AlxCrFeCoCuNi高熵合金涂层的抗氧化性能。

对20CrNiMo钢进行表面激光冲击强化处理, 利用金相显微镜和透射电镜观察试样表面的塑性变形区域进行观察, 分析了表面微观强化的过程。实验结果表明, 激光冲击能够导致试样表面的硬度增加30%, 残余压应力有较大程度的提高。从TEM照片可以观察到, 在20CrNiMo钢表面为严重塑性变形区, 此区域出现了晶粒细化, 其演变过程为珠光体被打断成若干碎片, 产生亚微米级亚晶结构, 同时激光冲击导致材料表面整齐的纤维组织沿不同方向滑移, 继而出现无定形态, 最终在无定形态中出现了次级的珠光体晶粒。

为了解决激光熔覆近净成形薄壁零件易开裂问题和倾斜零件的效率问题, 采用温度场和应力场数值模拟及工艺实验相结合的方法, 使用316L不锈钢粉末进行了有角度薄壁件的激光熔覆近净成形。研究结果表明, 连续成形不仅会导致薄壁零件成形区域温度过高引起塌陷及过熔现象, 而且残余应力会超过材料屈服强度, 造成薄壁零件开裂; 连续熔覆5层后再冷却10 min的工艺措施不仅可以有效降低成形区域温度, 保证初始成形条件相对稳定, 而且避免了逐层冷却, 提高了成形效率; 制备的有角度薄壁件层间界限分明、表面平整。

利用汉诺威弧焊质量分析仪、高速摄像机、光谱仪实现对激光-电弧复合焊接过程的焊接电信号、电弧形态图像、等离子体发射光谱等信号的同步采集。研究了激光-电弧两脉冲热源复合焊接过程中电弧形态变化、等离子体的电子温度和电子密度变化规律。结果表明, 电弧燃弧初期在激光匙孔和焊丝端部形成明显的抛物线形的白亮带, 白亮带成为电弧与熔池实现能量交换的主要通道, 随着电弧燃烧的进行白亮带逐渐消失。等离子体的电阻率的计算结果表明, 激光等离子体具有更低的电阻率, 是导电通道形成的始点。随着激光脉冲作用时间的增加, 等离子体辐射光谱的强度增加, 等离子体电子密度升高, 电子温度降低。

采用三种不同的激光焊接顺序对镀锌钢板进行焊接, 使用ANSYS软件对激光焊接温度场和残余应力场进行有限元分析, 运用盲孔法测量焊后焊件的残余应力的分布情况, 其结果和模拟结果相吻合。结果表明, 不同的焊接顺序主要影响纵向焊接残余应力分布, 对横向残余应力影响可忽略不计。焊缝区纵向残余应力在热输入段中点达到最大值, 随着垂直于焊缝距离的增加焊接纵向残余应力逐渐减小, 并最终趋于稳定 。除了单焊道之外, 受二次加热的影响, 纵向焊接残余应力减小, 最大减少量达15%, 横向焊接残余应力变化很小, 但存在正负波动现象, 这主要是由焊接过程中温度分布不均匀和焊缝及近焊缝区的横向收缩引起的。

采用Nd: YAG激光脉冲对不锈钢薄板与铝合金板材进行点焊搭接试验, 研究了电流、脉宽对焊点熔深、焊点裂纹的影响, 测试并分析了焊点的结合强度。 研究结果表明, 焊点的熔深随着电流、脉宽的增大而增加, 且与电流、脉宽的乘积呈正相关关系; 焊点裂纹分表面宏观裂纹与内部显微裂纹, 表面宏观裂纹是由于Si的偏析及其低熔共晶, 在焊点熔池凝固收缩时产生了热裂纹。 内部显微裂纹是由于焊点的铝合金熔合区形成了铝铁金属间化合物所导致的脆性相裂纹。通过参数优化, 电流为120 A、脉宽为7 ms、离焦量为－3 mm时, 既能避免焊点宏观裂纹, 又能获得一定熔深; 熔合区域的金属间化合物厚度可控制在5 μm左右, 内部显微裂纹倾向较小, 3个焊点拉伸剪切力可达75.2 N。

采用完全正交的方法进行工业纯钛激光焊接, 分别对不同焊接功率和速度输入条件下焊缝表面成形和横断面进行观察, 并利用光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜等仪器对焊缝的微观形貌及力学性能进行了测试分析。结果表明, 焊缝主要由粗大晶α晶粒和针状α晶粒组成, 但在不同热输入情况下出现了锯齿状α晶粒和孪晶。焊缝和热影响区的显微硬度明显高于母材并且焊缝的硬度值最大, 焊接接头的抗拉强度高于母材, 焊接试样均断在母材。因此, 选用高功率和高速度的焊接工艺参数, 能使焊接过程尽快完成, 从而提高生产效率。

利用SYSWELD软件所提供的3D高斯热源和双椭球热源模型对高强钢进行激光-电弧复合焊接数值模拟, 发现该模型可获得与实际焊接熔深和熔宽基本符合的温度场, 但是对整个焊缝的轮廓进行拟合时仍然存在较大的误差。在SYSWELD软件所提供的三维锥体热源的基础上进行了二次开发, 重点研究了旋转对数和旋转双曲线两种旋转体热源模型。结果表明, 此组合体热源模型比软件自带热源模型更准确地反应焊缝的截面形貌。

随着激光焊接技术的成熟, 其在电子工业, 包括照明行业中得到了广泛的应用。激光焊接质量在各类产品的焊接中显示出独特的优越性。以超高压汞灯电极制造的各种影响因素为研究方向, 运用正交实验方法, 通过激光焊接后表面粗糙度及极差分析, 对电极激光焊接成形做深入的研究与探讨, 同时掌握超高压汞灯电极激光焊接制造技术, 打破国外技术壁垒, 适应国内外照明市场的需求。

以Al2O3陶瓷为研究对象, 开展了低压水射流激光复合多道切割的试验研究。通过试验, 对比分析了水射流激光复合单道切割技术与水射流激光复合多道切割技术的优劣; 通过改变首刀激光参数, 研究不同首刀切割深度对Al2O3陶瓷基板的切割质量影响。试验结果表明, 相较而言, 低压水射流激光复合多道切割技术可以明显提高切割质量; 在合理的首刀切割深度下, 切缝内熔渣残留较少, 切槽形貌规则, 锥度基本保持在0.12以下。

316L不锈钢以其优良的性能广泛应用于生产生活中, 随着316L不锈钢应用的不断加深, 采用激光切割316L精密零件日益增多。建立同时满足基于保护气氛的汽化切割条件的材料物性、成型参数与切缝宽度之间的数学模型; 采用脉冲激光切割316L不锈钢薄板, 通过体式显微镜观察、测量切缝形貌, 验证建立计算模型的准确性, 分析切缝缺陷产生的原因。结果表明, 切缝宽度数学计算模型的平均相对误差为8.5%, 计算精度较高, 具有实际工程应用价值; 切缝宽度与光斑直径、激光功率、吸收率成正相关关系, 与切割速度、板厚、比热、熔化焓、气化焓成负相关关系; 切缝缺陷主要由重铸层、刮渣和波浪条纹组成, 重铸层中有较多热裂纹, 刮渣物主要是由圆形和条形金属颗粒物组成。

为了探究工艺参数对切割质量的影响, 采用CO2激光切割2.5 mm厚的2A12铝合金板材,在一定切割条件下, 改变激光功率、切割速度和气体压力, 找出了切割质量随工艺参数变化的规律。探究了激光功率、切割速度和氮气压力对激光切割2A12铝合金薄板切割质量的具体影响程度; 针对切缝宽度拟合了效果很好的回归方程。研究发现, 当工艺参数为激光功率2 200 W, 切割速度1 800 mm/min,氮气压力0.6 MPa时, 切割质量最佳。

对于导线的激光剥离, 一般采用CO2激光器剥除绝缘外皮, 用YAG激光器剥除金属屏蔽层。为了降低成本及减少工序, 尝试用功率为20 W的YAG激光器对微细导线的绝缘外皮和金属屏蔽层进行一体剥离, 并对其进行了激光剥线的理论分析, 然后着重分析了激光参数对剥线质量的影响。主要采用了正交试验法, 确定了平均功率、扫描速度、频率、脉宽这四个因素对剥线质量的影响权重及影响规律, 从而在适当的范围内通过增大平均功率和减小频率等可以最大限度地提高剥线的质量, 即使切口既深又窄。

在钛合金(Ti-6Al-4V)表面利用激光熔覆技术进行了直接熔覆Al2O3-13wt%TiO2涂层的工艺研究。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度计研究了激光熔覆Al2O3-TiO2涂层工艺参数对熔覆涂层质量的影响, 分析了熔覆过程中涂层熔池的对流现象、涂层的显微组织和显微硬度分布情况。当激光功率在2 200～2 800 W的范围内, 扫描速度为500 mm/min时, 获得了界面结合良好的Al2O3-TiO2涂层, 且涂层的内部组织均匀, 不存在明显的裂纹和气孔。经激光熔覆的Al2O3-TiO2涂层表现出明显的流线型特征, 其中的未熔颗粒分布均匀, 大多以流线形式分布在涂层内部, 对涂层起到了一定的增强作用。钛合金基材的硬度为360～390 HV0.3, 激光熔覆涂层的显微硬度为1 000～1 300 HV0.3, 达到了基体硬度的3倍左右。

针对水下激光成孔存在的缺陷, 用超声辅助水下激光成孔的工艺方法对不锈钢进行打孔, 分析了激光脉冲能量、水层厚度、超声功率对成孔三维形貌、孔径和孔深的影响; 对比分析了有无超声辅助水下激光成孔三维形貌和SEM图像。结果表明, 超声场辅助水下激光成孔工艺下, 孔口形状、孔壁粗糙度改善, 熔渣沉积减少, 成孔质量比较好。随着激光脉冲能量、超声功率的增大孔的深度和直径也随之增大, 孔锥度减小; 随着水层厚度的增加孔的深度和直径先增大后减小, 在水层厚度为3 mm处的孔直径最接近于孔深; 有超声辅助时孔的形貌明显好于无超声时孔的形貌。

为了实现工业中较大直线位移上的滚转角快速测量, 设计了一种基于激光外差干涉技术的几何空间对称四光路滚转角测量系统, 并针对缺少滚转参数的较大行程位移台, 进行了滚转特性测量试验。试验证明, 几何空间对称四光路滚转角测量系统稳定性好, 抗干扰能力强, 不仅有效消除了其它自由度误差的串扰, 还能够高效地测出不同精度直线位移台的滚转特性, 并灵敏地再现了直线位移台工作条件发生改变时工作台滚转角变化。使用常用的2π/512细分的相位计和宽度为120 mm的楔面反射镜, 系统角测量分辨率为0.8″, 最大可测行程达到6 m。若将相位计细分提高100倍, 滚转角的测量分辨率将达到0.008″。当楔面反射镜宽度提高1倍, 最大可测行程超过10 m。