期刊基本信息
创刊:
1981年 • 双月刊
名称:
应用激光
英文:
APPLIED LASER
主管单位:
上海科学院
主办单位:
上海市激光技术研究所
出版单位:
应用激光
主编:
王之江
ISSN:
1000-372X
刊号:
CN 31-1375/TN
电话:
021-64700560-4
邮箱:
地址:
上海市宜山路770号
邮编:
200233
定价:
55元/期

本期栏目 2019, 39(4)

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应用激光 第39卷 第4期

作者单位
摘要
应用激光
2019, 39(4): 1
作者单位
摘要
大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116024
为了研究激光熔覆过程中熔池的形状和尺寸信息, 采用与激光头同轴集成的CMOS相机对熔池进行拍摄, 借助LabVIEW视觉模块的图像采集和图像处理功能, 自主开发了一套激光熔覆熔池图像实时处理系统。通过此系统, 可在激光熔覆过程中在线监测熔池并快速有效提取熔池特征信息, 并得出激光熔覆三个主要工艺参数对熔池长度、宽度、面积的影响规律。采用半导体激光器对316L不锈钢粉末进行单道激光熔覆实验, 结果表明, 随着扫描速度由6 mm/s减至2 mm/s, 激光功率由700 W增至1 300 W, 熔池面积和宽度增大, 熔池长度相对其单道熔池长度平均值的波动程度增大, 熔池长度和面积随着送粉量在4.2 g/min至14.8 g/min 范围内的增加而增加, 而熔池宽度变化并不明显。熔池监测结果可作为激光熔覆闭环控制的输出, 通过控制输入参数维持熔池稳定, 获得良好熔覆效果, 为激光熔覆闭环控制研究奠定基础。
激光技术 同轴CMOS相机 图像处理 熔池特征 laser technology coaxial CMOS camera image processing molten pool feature 
应用激光
2019, 39(4): 535
张思远 1,2,*王猛 1,2王冲 1,2林鑫 1,2黄卫东 1,2
作者单位
摘要
1 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072
2 金属高性能增材制造与创新设计工业和信息化部实验室, 陕西 西安 710072
多光束激光选区熔化技术可提高传统激光选区熔化的成形效率, 实现大幅面复杂零件的直接成形。由于不同光束扫描区域之间会通过一定方式实现幅面拼接, 而拼接区的熔凝方式与其他区域不同, 这会对零件的成形特性造成影响。针对激光选区熔化区域拼接, 设计了重熔拼接和交错拼接两类拼接方式, 研究了拼接方式对TC4钛合金成形特性的影响, 分析了其表面形貌尺寸误差以及内部拼接缺陷的产生机制。结果表明在交错拼接方式下, 相邻两层之间的拼接界面彼此错开, 在保证相邻激光分区有效熔合的同时, 可有效控制激光重复扫描过程中重熔的影响范围, 成形试样表面平整, 内部无明显缺陷; 采用该拼接方式可提升的多光束激光选区熔化成形零件的尺寸精度及冶金质量。
激光选区熔化 多光束 拼接方式 成形特性 selective laser melting multi-beam overlap methods TC4 TC4 forming qualities 
应用激光
2019, 39(4): 544
卞宏友 1,2,*左士刚 1,2曲伸 1,2杨光 1,2王维 1,2
作者单位
摘要
1 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室 辽宁 沈阳 110136
2 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司焊接技术室 辽宁 沈阳 110043
针对TC17钛合金薄壁零部件边缘损伤修复需求, 采用TA15钛合金粉末对TC17钛合金损伤试样进行激光沉积修复试验, 通过优化工艺参数, 获得了较小熔深、无缺陷的修复试样; 研究了激光沉积修复试样的显微组织特征、室温拉伸性能及硬度分布。结果表明: TA15修复区组织为粗大的原始柱状β晶, 晶粒内为α/β网篮组织, α片层取向随机; 相对于TC17基体, 热影响区α片层组织出现了细化现象, 长宽比有所降低, 但α片层宽度明显减小; 修复试样室温抗拉强度达到TC17锻件的90.2%, 比TA15锻件高10.6%, 断后延伸率为4.3%, 略低于TC17和TA15锻件; 热影响区的显微硬度略高于基体和修复区, TA15修复区的显微硬度低于TC17基体的硬度, 高于TA15锻件硬度。
激光沉积修复 显微组织 拉伸性能 显微硬度 laser deposition repair TA15 TA15 TC17 TC17 microstructure tensile property microhardness 
应用激光
2019, 39(4): 550
作者单位
摘要
1 江苏大学机械工程学院, 江苏, 镇江212013
2 常州信息职业技术学院智能装备学院, 江苏, 常州213164
为了提高H13钢表面耐磨性能, 采用激光熔覆技术在H13钢表面制备NiCr/Cr3C2复合涂层。首先通过扫描电子显微镜和显微硬度计对涂层显微组织与硬度进行测试分析; 随后对涂层与H13钢基体进行室温干滑动摩擦磨损试验, 并根据涂层的磨损形貌、磨损失重、摩擦系数曲线展开分析, 探究涂层的耐磨性能及其磨损机制。研究结果表明: 涂层微观组织主要由枝晶、柱状晶及胞状柱状晶组成, 涂层整体的显微硬度大于基体, 其平均显微硬度是基体的2.5倍; 在相同磨损工况下, 涂层的耐磨性明显优于基体, 其中涂层和基材的平均摩擦系数分别为0.488 3和0.678 7, 基材的平均磨损量为涂层的3.6倍。H13钢基体的磨损机制为混合粘着与磨粒磨损, 而涂层为轻微磨粒磨损与疲劳磨损, 表明在H13钢表面激光熔覆NiCr/Cr3C2合金粉末涂层可以显著提高其耐磨性能。
复合涂层 激光熔覆 耐磨性 H13钢 composite coatng laser cladding wear resistance H13 steel NiCr/Cr3C2 NiCr/Cr3C2 
应用激光
2019, 39(4): 556
作者单位
摘要
1 沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室, 辽宁 沈阳 110136
2 青岛歌尔声学科技有限公司, 山东 青岛 266100
采用光纤激光器对ZL114A铸造铝合金进行激光沉积修复实验研究。修复区与基材形成良好的冶金结合。受温度梯度与凝固速度控制, 由修复区底部到沉积层表面, 显微组织呈现由柱状树枝晶向等轴晶的转变。拉伸试验结果表明: 激光沉积修复样品具有良好的拉伸性能, 修复区的抗拉强度达到了铸件标准的87.5%, 断后伸长率远高于铸件标准。ZL114A合金基体的断裂机制为脆性断裂, 而修复区为韧性断裂。激光沉积修复样品的残余应力峰值出现在基材与修复区结合处, 经去应力热处理退火后, 残余应力略有消减, 最大值降幅为10%~23%。
激光沉积修复 ZL114A铝合金 显微组织 拉伸性能 残余应力 laser deposition Repair ZL114A aluminum alloy microstructure tensile properties residual stress 
应用激光
2019, 39(4): 563
作者单位
摘要
铜陵学院机械工程学院, 安徽 铜陵 244061
采用激光熔覆技术在H11钢表面制备厚度为150 μm的Al2CoCrCuFeNi高熵合金涂层, 研究了涂层的组织结构、显微硬度和耐磨性能。实验得到优化的多道搭接工艺参数为电流270 A、扫描速度3 mm/s、离焦量-14 mm、搭接率40%。在涂层中形成以微观组织为枝晶和枝晶间组织的简单固溶体。熔覆层上部组织由等轴晶粒组成, 而下部组织由柱状晶粒组成, 并且基体/涂层之间形成冶金结合。涂层的平均显微硬度比基体250 HV的硬度增加了70%; 涂层试样的磨损率只有基体的30%, 相比H11钢基体, 高熵合金熔覆层显微硬度和耐磨性都大大提高。
激光熔覆 高熵合金 显微硬度 耐磨性 laser cladding high-entropy alloy microhardness wear rate 
应用激光
2019, 39(4): 569
作者单位
摘要
1 河南财政金融学院物理与电子工程学院, 河南 郑州 450046
2 郑州工程技术学院信息工程学院, 河南 郑州 450044
利用激光熔覆技术, 在45#钢表面制备(B2O3+WO3+C)镍基熔覆层。利用扫描电子显微镜分析了熔覆层的显微组织, 利用显微硬度仪测试了熔覆层的显微硬度。试验结果表明: 激光功率和(B2O3+WO3+C)粉末含量对熔覆层的显微硬度均有明显影响。在激光功率1.8 kW、(B2O3+WO3+C)粉末含量15%、扫描速度2 mm/s和离焦量50 mm条件下, 熔覆层平均显微硬度高达HV0.31300, 是基材平均显微硬度的约6.5倍, 大大提高了熔覆层的硬度和耐磨性。
激光熔覆 激光功率 粉末含量 (B2O3+WO3+C)镍基熔覆层 显微组织 显微硬度 laser cladding laser power power content (B2O3+WO3+C)Ni-based cladding layer microstructure microhardness 
应用激光
2019, 39(4): 574
王波 1,*舒林森 1,2
作者单位
摘要
1 陕西理工大学机械工程学院, 陕西 汉中 723001
2 陕西省工业自动化重点实验室, 陕西 汉中 723001
为研究Q235/316异种薄钢板激光焊接的最优工艺参数, 采用Nd: YAG脉冲激光器对其进行激光拼焊试验。设计五因素四水平的正交试验, 研究各工艺参数对断后伸长率、抗拉强度的影响, 通过极差分析法优化焊接参数, 并用多目标模糊综合评价法寻找出综合最优参数组合。结果表明, 工艺参数对断后伸长率和抗拉强度的影响因素大小均为离焦量>脉宽>频率>扫描速度>电流, 离焦量D是焊接质量最主要的影响因素; 断后伸长率对应的最优组合是A4B4C4D4E1, 抗拉强度对应的最优组合是A1B4C3D4E2, 经模糊综合评价后综合最优工艺参数是电流P为150 A、脉宽T为2.4 ms、频率f为22 Hz、离焦量h为-17 mm和扫描速度v为250 mm/min; 优化后试样焊接质量稳定、力学性能良好。
激光焊接 工艺优化 正交试验 异种钢焊接 laser welding process optimization orthogonal test dissimilar steel welding 
应用激光
2019, 39(4): 580
作者单位
摘要
常州工程职业技术学院, 江苏 常州 213164
本文针对厚度为1 mm 的316L不锈钢薄板采用激光焊的方法进行工艺研究, 采取正交试验的方法分析了工件端接接头激光焊接的工艺参数对熔深的影响。研究结果表明, 随着激光功率的增加, 焊缝的熔深也在相应增大; 随着焊接速度的增大, 焊缝的熔深相应的减小, 焊接熔深与焊接速度成反比, 当焊接速度大于0.03 m/s时, 熔深下降速度显著增加; 采用正离焦焊接时, 熔深随着离焦量的增大而减小, 当离焦量大于8 mm时熔深下降明显; 采用Ar、He 和N2三者之一做保护气体时, 焊缝熔深按照He>N2>Ar 的顺序排列; 金相分析结果表明, 当功率大于1 600 W时, 焊缝熔深达到1 mm以上, 满足工艺要求; 最佳焊接工艺参数为功率1 800 W, 焊接速度0.026 m/s, 离焦量7 mm, 保护气体氩气、气体流量10 L/min。
激光焊 端焊缝 316L不锈钢 薄板 laser welding end weld 316L stainless steel Sheet 
应用激光
2019, 39(4): 586
作者单位
摘要
1 苏州大学机电工程学院, 江苏 苏州 215021
2 苏州江源精密机械有限公司, 江苏 苏州 215021
应用二极管激光器对铝膜作为吸收层的聚碳酸酯进行了激光透射焊接实验, 以不同铝膜宽度为主要影响因素, 结合激光功率、焊接速度因素采用单因素实验法与响应曲面法相结合的方式对焊接工艺参数进行了优化, 得到了拟合方程及最佳焊接工艺参数组合, 重点分析了铝膜宽度与焊缝宽度的关系。采用COMSOL软件建立了基于铝膜中间层的有限元模型, 研究了焊接工艺参数作用下的温度场分布, 结果表明模拟焊缝宽度与实验焊缝宽度吻合。
激光透射焊接 铝膜宽度 工艺参数优化 焊缝宽度 laser transmission welding aluminum film width process parameter optimization weld width 
应用激光
2019, 39(4): 590
作者单位
摘要
1 中航飞机股份有限公司, 陕西 西安 710089
2 西安交通大学, 陕西 西安 710049
针对1.2 mm厚TC4钛合金薄板的光纤激光焊接, 从正交试验入手, 研究了不同焊接参数对焊缝力学性能的影响, 分析得出TC4薄板激光焊接的最优工艺参数。通过光学显微镜观察、显微硬度试验、拉伸试验和弯曲试验, 对比分析了最优焊接参数下焊缝与母材组织性能上的区别。结果表明: 激光功率对抗拉强度有较大影响, 离焦量和焊接速度影响水平相当。焊接规范合理时, 接头拉伸强度达到母材的93%以上, 延伸率为母材的83%以上, 断裂部位主要出现在母材区, 断口呈韧性断裂特征, 微观可见韧窝形貌。
激光焊接 TC4钛合金 正交试验 焊接参数 力学性能 laser welding TC4 titanium orthogonal test welding parameters mechanical property 
应用激光
2019, 39(4): 596
袁艳萍 1,2,*陈海达 1,2李东方 1,2张成宇 1,2[ ... ]陈继民 1,2
作者单位
摘要
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 北京工业大学北京市激光应用技术工程研究中心, 北京 100124
通过实验研究了超快激光诱导亚波长周期结构表面形貌的变化和调控, 利用1 064 nm皮秒激光和800 nm飞秒激光辐照金属钛, 通过改变脉冲个数和激光辐照方式, 研究孵化效应在亚波长表面周期结构产生过程中的影响。研究发现: 1)亚波长周期结构区域、烧蚀区域和亚波长表面结构周期均随着皮秒激光脉冲个数的增加而增大, 但是增加相同的脉冲个数, 因孵化效应的作用使其增幅不同; 2)改变激光辐照方式可有效增大亚波长表面周期结构面积的同时可制备更精细的亚波长周期结构: 亚波长周期结构区域和烧蚀区域直径在辐照方式为N=500+1000和N=1000+500情况下均有增大, 同时前序脉冲个数较少后序脉冲个数较多的情况下(如N=500+1000), 增幅更大; N=500+1000和N=1000+500辐照情况下其亚波长表面周期小于N=1500的情况。由此可知, 综合考虑脉冲个数、激光辐照方式和孵化效应的影响, 通过分序两步法可有效调控亚波长表面周期结构的形貌, 提高亚波长表面周期结构的制备效率和质量, 可高效制备高质量大面积一致性亚波长表面结构。
超快激光 亚波长表面周期结构 孵化效应 脉冲个数 激光辐照方式 ultra-fast Laser sub-wavelength ripples incubation effects pulse number irradiation modes 
应用激光
2019, 39(4): 602
唐杰 1,2,*冯爱新 1,2薛遥 1,2李莹 3[ ... ]周远航 1,2
作者单位
摘要
1 温州大学机电工程学院, 浙江 温州 325035
2 温州大学激光与光电智能制造研究院, 浙江 温州 325024
3 中山铟尼镭斯科技有限公司, 广东 中山, 528437
皮秒激光精密加工金刚石等硬脆性材料是当前最佳工程解决方案与技术前沿热点。常规采用脉冲宽度≤20 ps激光光源, 可以实现切割面崩边<5 μm, 表面粗糙度Ra1.6的切割质量。我们采用脉冲宽度200 ps的低成本皮秒光纤激光器, 对激光功率与切割速度等工艺参数进行优化, 通过外光路整形系统对光束进行整形, 以及聚焦透镜的优化设计等关键技术进行研发, 实现了切缝的最大崩边宽度≤6 μm、表面粗糙度Ra1.6的加工质量, 其加工效率与20 ps激光精密加工工艺一致, 生产成本显著降低, 满足了生产金刚石刀具精密切割需求, 可解决拉丝模、刀具刃口加工的后续抛光问题。
硬脆性材料 人造金刚石 崩边 表面光洁度 hard brittle materials artificial diamond edge breakage surface finish quality 
应用激光
2019, 39(4): 609
作者单位
摘要
陕西理工大学机械工程学院, 陕西 汉中 723000
为了探索TC4钛合金飞机蒙皮材料的激光切割工艺, 对激光切割过程进行了理论分析并建立了数学模型, 利用ANSYS有限元软件, 对激光切割起始穿孔和切割过程进行了仿真模拟, 得到了一定厚度下钛合金试件合理的穿孔时间、切割过程中温度在板件中的传播规律和不同切割速度下温度场的分布。结果表明, 激光起始穿孔时, 功率为1 000 W时穿孔用时最短, 为0.12 s; 起始穿孔孔径不受激光功率变化的影响; 在功率和光斑直径一定时, 速度越慢越容易切透钛合金板件, 但切缝随切割速度减小而增大。通过对钛合金板进行穿孔和切割试验, 在CCD影像测量仪上观测起始孔及切边形貌可知, 起始孔径是切缝宽度的1.35倍; 切缝从上向下成倒锥形, 且上部精度较高, 下部挂渣大, 进一步说明了切割过程中温度传播规律。这些结论为将激光切割技术应用于飞机蒙皮材料切割加工提供了参考和依据。
起始穿孔 穿透时间 工艺参数 切口形貌 initial perforation penetration time process parmeters kerf morphology 
应用激光
2019, 39(4): 614
作者单位
摘要
北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
首先用波长为10.6 μm的二氧化碳激光对TC4合金表面进行抛光。利用三维形貌仪测量材料表面粗糙度, 结合抛光前后材料表面微观形貌特征分析激光功率、离焦量、扫描速度、扫描间距等因素对该材料表面粗糙度的影响。获得理想的工艺参数, TC4合金表面粗糙度具有最小值117.62 nm。但二氧化碳激光抛光TC4合金容易出现热积累严重和表面裂纹等问题。然后用波长为1 080 nm的光纤激光对TC4合金进行抛光, 同样分析了金属表面形貌、离焦量和扫描路径等因素对该材料表面粗糙度的影响规律。创新性地使用多重移动扫描抛光, 获得理想的抛光效果, TC4合金表面粗糙度最佳为148.91 nm。以上实验结果表明, 使用光纤激光器进行多重移动扫描可以快速有效抛光TC4合金, 且激光能量密度较小, 表面无明显形变和裂纹。
激光微加工 激光抛光 Ti6Al4V合金 laser micromachining laser polishing Ti6Al4VAlloy 
应用激光
2019, 39(4): 621
作者单位
摘要
北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
针对准分子激光加工PMMA薄板上的微孔形貌进行研究, 首先分析了激光脉冲数目对微孔深度的影响, 进一步探究了激光脉冲数、激光单脉冲能量和激光脉冲频率等参数对微孔锥度的影响。利用光学显微镜和扫描电镜对打孔效果进行观察, 结果表明, 在一定范围内, 微孔深度随激光脉冲数目线性增加, 而微孔锥度随激光脉冲数目线性降低, 微孔锥度随激光单脉冲能量线性降低, 且影响效果显著; 激光脉冲频率对微孔锥度无影响。通过合理选择激光脉冲个数, 适当选择较低的单脉冲能量, 可以得到较大深度和一定锥度且加工质量良好的锥形微孔。
激光技术 微孔加工 锥度 准分子激光 laser technology micro-hole machining taper excimer laser 
应用激光
2019, 39(4): 628
作者单位
摘要
山东理工大学机械工程学院, 山东 淄博 255049
为了在激光加热辅助切削(LAM)氮化硅陶瓷试验中获得较高的加工表面质量和加工效率, 实验并分析了各加工参数对温度分布和表面完整性的影响, 为在加工中选取合适的参数提供依据。利用ANSYS软件对切削区域温度场进行仿真, 探索了激光功率改变时温度的变化规律, 得到了各参数下的软化层深度, 并通过试验验证仿真结果的正确性。根据仿真得到的软化层尺寸选择合适的背吃刀量, 通过单因素试验确定主轴转速和进给速度的理想范围。结果表明, 在激光功率为180~210 W、主轴转速为700~900 r/min、进给速度为0.01~0.013 mm/r时按照仿真得到的背吃刀量进行试验可以获得较低的表面粗糙度和较高的材料去除率。研究表明, 试验结果与仿真结果基本吻合, 可以采取先仿真后试验的方法得到合适的加工参数, 从而达到在获得较高表面质量的同时提高加工效率的目的。
激光辅热切削 氮化硅陶瓷 温度场仿真 表面粗糙度 去除率 laser assisted machining silicon nitride ceramic temperature field simulation surface roughness removal rate 
应用激光
2019, 39(4): 634
作者单位
摘要
北京工业大学激光工程研究院, 北京100124
准分子激光直写在曲面加工情形下的加工效果将呈现出加工不均匀、加工线宽不一致等现象。为了实现准分子激光曲面微加工过程中对加工位置的监测补偿。在装置运行前选取基准距离, 在装置运行过程中, 对每一刻的加工位置进行跟踪。当加工点位于曲面下偏点或上偏离点时, 电动平移台进行反向补偿将该点拉回至基准线上, 以此保证每一刻的加工距离相等, 即加工平台实时随同工件表面发生相同起伏变化, 使得工件表面上作用光斑的大小保持不变。为了达成这一目的, 进行了补偿装置硬件方案的搭建, 以及传感器参数匹配和随动跟踪软件的开发。研制出了一套移动速度大于100 μm/s、补偿误差小于20 μm, 能够适用于金属和非金属材料加工的准分子激光曲面微加工过程补偿装置。并且, 通过实验对该装置的补偿性能和补偿加工效果进行了验证。在连续进行100次的补偿性能测试中, 最大偏差大于20 μm的次数共有18次, 大于30 μm的次数占其中2次。该装置由六轴电动平移台、运动控制卡、激光感测头、激光感测控制器以及PC电脑构成。其次, 基于MFC框架由C++语言编写了准分子曲面加工的随动跟踪软件, 该软件发送的控制信号能够灵活控制电动平移台做出响应。
准分子激光 微加工 曲面补偿 激光三角测量 excimer laser micromachining curved surface sompensation laser triangulation measuring MFC MFC 
应用激光
2019, 39(4): 641
作者单位
摘要
苏州大学机电工程学院, 苏州 江苏 215021
由于机加工零部件其边缘一般都会产生毛刺, 影响到零件的使用。为实现零件毛刺的去除, 采用波长为1 064 nm, 脉宽为200 ns的800 w光纤激光器对6系列铝合金边缘进行了激光去毛刺工艺试验。激光切割就是将激光束照射到工件时释放的能量来使照射面融化并蒸发, 以实现对工件切割, 可利用这一特性对零件大毛刺进行切割。其次可通过改变激光光斑大小来降低能量密度, 使照射面只熔化不蒸发, 实现熔融圆角。基于以上两点, 对铝合金零件进行去毛刺效果实验研究。研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和离焦量等参数对去毛刺质量的影响以及各参数的影响权重, 并求得最佳工艺参数为激光功率 560 W, 扫描速度50 mm/s, 焦点位置3 mm和激光功率640 W, 扫描速度60 mm/s, 焦点位置3 mm。可以去除零件毛刺, 且实现融化圆角。
去毛刺 工艺参数 铝合金 光纤激光 deburring processing parameters aluminium alloy optical fiber laser 
应用激光
2019, 39(4): 647
蒋华臻 1,2,*王宝安 1,2王晓明 2,3马震 2,3[ ... ]李正阳 2
作者单位
摘要
1 中国科学院大学工程科学学院, 北京 100049
2 中国科学院力学研究所先进制造工艺力学重点实验室, 北京 100190
3 河北科技大学理学院, 河北 石家庄 050080
轮轨黏着系数对于列车运行的安全性与稳定性具有决定性的影响。在冬季, 钢轮表面的薄冰会大幅降低轮轨黏着系数。根据水的相图和压力融化原理, 将轮轨接触区域划分为钢-冰固体接触区和钢-水混合润滑接触区, 基于统一雷诺方程模型, 研究了温度在-21 ℃至0 ℃, 运动速度为100~500 km/h范围内, 高速轮轨黏着系数随速度的变化规律, 并提出采用激光毛化技术在车轮表面形成规则形貌(纵纹、横纹、菱形), 将有助于提高冰水混合润滑状态下的轮轨黏着系数, 为高速列车黏着控制技术提供理论基础。
弹流润滑 表面形貌 激光毛化 黏着系数 elasto-hydrodynamic lubrication surface topography laser texturing adhesion coefficient 
应用激光
2019, 39(4): 652
作者单位
摘要
共享智能铸造产业创新中心, 宁夏, 银川 750021
通过选取激光熔化(SLM)技术打印制备18Ni300试样, 采取不同的热处理工艺和冷却方式进行热处理研究, 通过拉伸试验、洛氏硬度及金相显微等性能检测, 可得知不同热处理后的材料力学性能, 其中经去应力退火550 ℃+固溶处理820 ℃+时效490 ℃热处理后得到金相组织为细小的板状马氏体, 硬度可达54 HRC, 抗拉强度达1 800 MPa, 具有良好的综合力学性能, 可对SLM打印金属零件热处理提供参考。
模具钢 激光选区熔融 去应力退火 固溶处理 时效处理 die steel laser selective melting stress relief annealing solution treatment aging treatment 
应用激光
2019, 39(4): 660
作者单位
摘要
1 国网重庆市电力公司电力科学研究院, 重庆 401123
2 国网重庆市电力公司武隆区供电有限责任公司, 重庆 409600
本文基于激光超声转换技术, 对SF6气体绝缘封闭组合电器(GIS)内部缺陷检测方法进行了研究, 通过沈阳市某区电力局GIS设备运行情况的分析、局部放电的特点、局部放电产生原因的对比及激光超声转换技术特点的分析, 对GIS设备内部缺陷局部放电检测中的传感器布置、检测流程、诊断依据及原则进行分析, 并对该电力局基于超声转换技术诊断GIS内部局放的诊断过程进行了实例分析。结果表明, 采用超声波诊断该间隔开关罐体, 确定信号最大点位置为断路器上法兰以下1/4高度, 此时基于断路器罐体一圈, 稳定局放信号能被诊断到, 信号具有较小幅值, 为5.5 mV, 以此处为基准, 向下的信号和向上信号的幅值衰减趋势明显。在罐体一圈, 稳定局放信号均能诊断, 因此可推断放电源位置不在壳体而是处于中心导体。最后提出了GIS局部放电检测和诊断建议, 为设备检修策略提供参考依据。
基于激光超声转换技术的GIS内部缺陷检测方法 detection method laser ultrasonic conversion technology GIS internal defects 
应用激光
2019, 39(4): 666
作者单位
摘要
西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
水面目标物体检测是无人船识别水面物体或避开障碍的前提。本文利用水体对激光信号的吸收特性, 设计了一种使用三维激光扫描检测水面目标的方法。该方法通过三维激光扫描获取水面漂浮物的点云, 然后通过条件滤波限定有效的点云集合, 并采用基于Kd树的最近邻聚类法划分水面目标物体, 最后使用基于轴向包围盒(Axis Aligned Bounding Box, AABB)计算目标相对激光雷达的位置。本文设计了三组水面目标物体检测试验, 数据表明本文方法可发现水面上漂浮的物体并能完成位置测定。
无人船 目标检测 三维激光 最近邻聚类 AABB包围盒 unmanned ship target detection 3D laser nearest neighbor clustering AABB bounding box 
应用激光
2019, 39(4): 671
作者单位
摘要
广州铁路职业技术学院电气工程学院, 广东 广州, 510430
针对辽宁某铁轨交通实际工程区域展开全面的分析研究, 并使用激光位移传感器等手段在设计地铁隧道结构变形检测系统当中充分发挥三维激光扫描技术功能。最终得出如下结论, 在隧道变形监测工程当中使用三维激光扫描点云数据隧道断面提取技术。采集周期为10期, 时间跨度为55天, 分析监测辽宁某地铁隧道的特征断面, 在第三期到第六期当中发现隧道的荷载和沉降值将会随着超高层的连续施工作业而产生巨大的变化, 其中逐渐处于平稳状态的为后者。结合实际工程资料展开分析能够确定, 观测周期当中的沉降值数值在3.35 mm时最大, 使用三维激光扫描仪和传统水准沉降检测得出的结果, 最终发现可以得到大致相同的隧道沉降变化趋势和变化量, 这表明本文提出的方法能够更全面、更直观分析隧道横断面变形。
变形监测 隧道 激光位移传感器 沉降 云数据 deformation monitoring tunnel laser displacement sensor settlement cloud dat 
应用激光
2019, 39(4): 678
作者单位
摘要
1 太阳能高效利用湖北省协同创新中心, 湖北 武汉 430068
2 湖北工业大学理学院, 湖北 武汉430068
3 湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430068
4 上海市激光技术研究所, 上海市激光束精细加工重点实验室, 上海 200233
高阶贝塞尔光束被广泛应用在激光加工和精密测量等领域。针对高阶贝塞尔光束的生成方法, 通过空间光调制器加载高阶相位全息图, 代替真实的螺旋相位板和轴锥镜。理论分析锥镜组合和相位叠加两种模式下的光场分布, 设计实验对比两种模式下的光束调制情况。研究结果表明, 相位叠加法的调制效果优于锥镜组合法, 而且操作灵活、能减小加工误差, 是一种有效的高阶贝塞尔光束的生成方法。
高阶贝塞尔光束 空间光调制器 全息图 螺旋相位板 轴锥镜 high-order Bessel beam spatial light modulator hologram spiral phase plate axicon 
应用激光
2019, 39(4): 684
作者单位
摘要
1 国网重庆市电力公司电力科学研究院, 重庆 401123
2 国网重庆市电力公司, 重庆 400014
基于激光聚焦超声增强技术, 对聚焦超声特性进行了研究。结果表明, 采用激光聚焦超声增强实验系统测量聚焦超声特性, 结果显示, 随着激励电压的升高声功率逐渐升高, 在激励电压增加到85 V时声功率为169 W。通过对激励电源和超声换能器系统工作状态的稳定性、一致性验证, 为进一步研究超声特性的奠定了基础。采用仿真软件ANSYS10.0进行有限元分析, 从而获得热效应和超声持续时间的理论关系, 仿真表明在步数为45-105时, 温度值比较稳定。在超声持续时间为5 μs时, 系统最高温度升高0.001 5 ℃, 在超声持续时间增加到105 μs时升高0.054 0 ℃。这表明在测试实验中会产生极小热效应, 对测试产生的影响非常小。
超声特性 聚焦 激光 仿真 ultrasonic characteristics focusing laser simulation 
应用激光
2019, 39(4): 690
作者单位
摘要
西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621000
针对当前机载激光雷达技术在电力巡线应用中对电力线自动提取高精度的需求, 提出一种在复杂地物背景下电力线自动提取的改进算法。首先通过点云滤波算法分离地面和非地面点, 完成归一化处理并依据电力线点云的高程特征及其在Z方向上连续性分布特性得到候选点云; 其次通过峰值增强局部算子改进霍夫变换, 实现电力线点云的精提取; 最后基于电力线点云的空间连续性, 通过最邻近生长算法识别单根电力线。实验结果表明, 利用该算法电力线提取率达到95%以上。该算法能适应地形起伏、复杂地物的影响准确提取电力线点, 并能对电力线进行准确的单根识别。
机载激光雷达 电力线提取 归一化 峰值增强 airborne LiDAR power line extraction normalization peak enhancement 
应用激光
2019, 39(4): 696
张玲玲 1,2,*文龙 3陈媛 1,2王秀丽 3[ ... ]王健超 1
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
3 同济大学医学院上海市皮肤病医院光医学研究所, 上海 200443
4 上海仪器仪表研究所, 上海 200063
研制了一种小型化便携式的激光诱导荧光的检测系统。检测系统 以 405 nm的稳谱半导体激光器作为激光光源, 荧光光纤探头和光纤作为荧光的收集系统, 光栅光谱仪作为荧光分析装置, 采集和分析经过5-氨基酮戊酸(ALA))处理后的鳞癌小鼠模型的原卟啉IX的荧光光谱, 对皮肤癌开展光动力学荧光诊断的初步实验研究。
激光诱导荧光 荧光检测 5-氨基酮戊酸 光动力学荧光诊断 laser-induced fluorescence fluorescence detecting ALA photodynamic fluorescence diagnosis 
应用激光
2019, 39(4): 703
作者单位
摘要
石河子大学医学院第一附属医院, 新疆 石河子 832003
目的: 探讨脉冲钕激光(Nd:YAG激光)辅助治疗急性智牙冠周炎的疗效, 同时观察Nd:YAG激光照射前后冠周袋内优势细菌的变化。方法: 将126例急性智牙冠周炎患者随机分成对照组(常规治疗组)和试验组(常规治疗+激光辅助治疗组)。对照组仅行局部冠周冲洗, 即仅用3.0%双氧水和0.9%生理盐水连续交替冲洗盲袋3 d(1次/d); 试验组行冠周冲洗后加用Nd:YAG激光连续照射3 d(1次/d), 且治疗期第1 d时取激光处理前后患牙盲袋的渗出液。对两组患者治疗前和治疗1、2、3、5、7 d后的疼痛程度、张口度、牙龈指数(GI值)进行评估, 观察第1d激光辅助治疗前后优势菌群的变化, 比较两组治疗7 d后的有效率。结果: 治疗1、2、3 d后, 试验组疼痛程度、张口度和牙龈炎症的改善程度均优于对照组, 差异具有统计学意义(P<0.05); 治疗5、7 d后两组比较均无统计学意义(P>0.05); 试验组冠周袋内优势细菌在第1 d治疗前后均明显著下降, 差异具有统计学意义(P<0.05); 一周后两组有效率相比无统计学意义(P>0.05)。结论:通过临床疗效及微生物学的观察, 应用Nd:YAG激光辅助治疗急性智牙冠周炎可有效减少冠周袋内致病菌、减轻疼痛和炎症、改善开口程度、缩短病程, 简便安全, 可在一定程度上减少抗生素的使用, 适应人群广泛, 值得在临床中应用。
Nd:YAG激光 急性智牙冠周炎 疗效 微生物 Nd:YAG laser acute wisdom tooth pericoronitis curative effect microorganism 
应用激光
2019, 39(4): 709
作者单位
摘要
1 廊坊市第四人民医院超声科, 河北 廊坊 065700
2 廊坊市第四人民医院皮肤科, 河北 廊坊 065700
目的: 探讨超声导入碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)对CO2点阵激光治疗痤疮瘢痕疗效及不良反应的影响。方法: 回顾分析2016年1月至 2019年2月79例痤疮瘢痕患者的临床资料, 根据治疗方法的不同分为对照组(n=43, CO2点阵激光治疗)和研究组(n=36, CO2点阵激光治疗+超声导入bFGF治疗)。比较两组临床疗效, 记录两组创口愈合时间、红斑持续时间、误工期、不良反应发生率以及患者舒适度和外观满意度, 观察两组治疗前后瘢痕ECCA评分及皮肤红斑指数、黑素指数、经皮水分丢失量(TEWL)和角质层含水量。结果: ①研究组治疗总有效率为91.67%(33/36), 高于对照组的79.07%(34/43), 但差异无统计学意义(P>0.05)。②研究组创口愈合时间、红斑持续时间、误工期短于对照组, 不良反应发生率低于对照组, 差异均有统计学意义(P<0.05)。患者舒适度和满意度均高于对照组(P<0.05)。③两组治疗前ECCA评分及皮肤红斑指数、黑素指数、TEWL、角质层含水量无统计学差异(P>0.05), 治疗后ECCA评分、红斑指数、黑素指数TEWL明显下降(P<0.05), 角质层含水量明显增高(P<0.05), 但研究组ECCA评分、黑素指数、TEWL、角质层含水量改善幅度大于对照组(P<0.05)。结论: 超声导入bFGF有助于提高CO2点阵激光治疗痤疮瘢痕的疗效和减少不良反应。
痤疮瘢痕 CO2点阵激光 碱性成纤维细胞生长因子 超声导入技术 acne scars co2 fractional laser basic fibroblast growth factor ultrasonic delivery 
应用激光
2019, 39(4): 716