【摘 要】
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基于短波长(532 nm)纳秒脉冲激光器,探索了若干脉冲激光加工参数(如:峰值功率、单脉冲能量、搭接率、扫描角度)对金属材料3D打印技术成型工艺的影响,并初步探索了基于脉冲激
【机 构】
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江苏中科院智能科学技术应用研究院金属3D打印中心,英诺激光科技股份有限公司
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基于短波长(532 nm)纳秒脉冲激光器,探索了若干脉冲激光加工参数(如:峰值功率、单脉冲能量、搭接率、扫描角度)对金属材料3D打印技术成型工艺的影响,并初步探索了基于脉冲激光实现多元材料涂覆的工艺方法.研究发现:相较于连续激光金属3D打印,此次试验发现通过脉冲激光的激波现象,可显著改善3D打印成型件的组织形貌;通过在基材表面激光刻蚀微纳结构,可实现多元材料的结合.
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为了避免对含腔体零件内表面造成损伤以及提高加工效率,需要确定激光打孔过程中穿透材料所需脉冲个数.在对GH3536高温合金激光冲击打孔过程中,使用光电二极管对材料上表面的
针对激光除漆的在线监测问题,搭建声学监测实验平台,研究激光除漆过程的声学监测技术.结合表面形貌和信号处理,通过时域和频域分析,发现了声波正压峰值、脉冲波形持续时间、
为了探索激光切割工艺参数对碳纤维复合材料温度场的影响,采用有限元模拟分析和试验验证的方法,综合考虑辅助气体冷却和热辐射作用,定性模拟分析了激光功率、扫描速度和激光光斑半径对碳纤维复合材料厚度方向和垂直于激光扫描方向的温度场影响规律。结果表明:激光切割工艺参数对试件厚度和垂直切割方向的热影响具有一致性;吸收能量较多时造成基体气化区域比烧蚀区域大,当激光能量降低时,烧蚀区域逐渐大于气化区域;获得的激光切割工艺参数与温度之间的关系,能够指导实际加工,提前预测激光切割碳纤维复合材料热影响区,为激光热量传播和控制热
选取316L不锈钢粉末以同步送粉方式在Q235钢板上进行了不同工艺参数的激光熔覆,通过光学显微镜、维氏硬度计、X射线衍射仪对熔覆试样分别进行金相观察、硬度测定和物相分析,并采用盲孔法对熔覆层表层应力分布状态进行测量。研究了激光功率、扫描速度、送粉速率对熔覆层组织和性能的影响。结果表明,在一定范围内,随着激光功率和送粉速率的增大以及扫描速度的减小,熔覆层厚度增加且微观组织逐渐变得粗大,熔覆层硬度有所降低,而残余应力呈逐渐上升趋势。
采用10 kW光纤激光器对厚度10 mm的AH36船用钢进行了激光电弧复合焊试验研究,并与同材料的MAG焊进行对比,分别从焊缝成型、焊缝截面形貌、焊接接头力学性能、样件焊接变形、效率以及成本等多方面进行分析。试验结果表明:选择适当的送丝速度,MAG焊及激光电弧复合焊可分别得到具有良好焊缝成型及截面形貌的焊缝,焊缝强度均大于母材强度。对于同等板厚同等长度的焊缝,激光电弧复合焊的变形量仅为MAG焊的50%左右。复合焊的焊接效率优势更明显,可达到MAG焊效率的5倍。复合焊的焊材成本仅为MAG焊的21%,气体成本
基于三维激光扫描,以新疆某现代化矿井为研究对象,对其矿井开拓巷道围岩变形测量技术进行了研究,在矿井软岩巷道的测试绘画过程中,根据被测量的区域实际地质情况等,以标准靶
设计了一种用于面向远程控制的半导体纳米激光器驱动电路,并对其输出特性进行测试。设计的半导体纳米激光器恒流驱动电路硬件包括上电慢启动模块、恒流模块、过流保护模块三个模块,采用恒电流模式对激光器进行控制,确保其输出恒定光功率。整个电路由慢启动电路进行供电,电路属于电流串联负反馈电路,正向输入端与滑动变阻器连接。温控电路核心部分是MAX1969芯片,其控制精度可达到0.01℃。测试激光器系统,最终确定其阈值为18.5 mA,如果保持149.5 mA的泵浦电流,此时其输出功率为54.8 mW。该激光器温度、电流稳
采用MOPA纳秒脉冲激光器对316不锈钢进行焊接,探索脉宽、频率及焊接速度对焊缝成型的影响,并对纳秒脉冲激光焊接的模式及机理进行了分析。研究表明,采用纳秒脉冲激光在高频下焊接316不锈钢可以得到表面光滑、无气孔缺陷的焊缝,频率是影响焊接的最大因素;当脉宽为30~120 ns时,熔深随频率增加而增大,在中心频率处获得最大值,随后逐渐减小;当脉宽为200~500 ns时,脉宽随频率(>100 kHz)增大而减小;由焊缝截面形貌分析可知,随频率变化存在两种焊接机制,即热导焊和深熔焊;针对不锈钢薄板材料,在
利用选择性激光烧结技术制备的3D石墨/陶瓷复合材料疏松多孔,力学性能和导热系数均较不佳,研究了不同的混合粉末组成和不同的后处理工艺方案对石墨/陶瓷复合材料导热性能和抗压强度的影响。研究结果表明,通过添加高纯硅粉高温原位烧结反应生成碳化硅增强相使得复合材料抗压强度和导热性能有所增加;加入可膨胀石墨粉末因增加了闭气孔率,导致其抗压强度和导热性能有所降低,但后者下降幅度更为明显;通过真空压力浸渍酚醛树脂溶液和硅溶胶溶液,3D石墨/陶瓷复合件的抗压强度和导热系数均有较大幅度的提升;最终制备了抗压强度为13.04
针对激光熔覆过程由于热输入难以准确控制,导致成型精度及质量难以达到预期的问题,通过搭建激光熔覆熔池监控系统,准确测量熔池尺寸,得出熔覆参数与熔池形貌之间的关系。利用彩色CCD比色测温方法,获取能显示温度场分布的温度伪彩图。结果表明:随着激光功率的变化,熔池形貌会产生较大的变化,而送粉率的变化对熔池形貌的影响表现并不明显。由于热累积,熔池的“拖尾现象”始终存在于熔池的整个熔覆过程中,并会随功率的增加愈加明显,使CCD相机测得的熔池的面积并不能准确反映出熔池在熔覆过程中的变化情况。因此,在后续的激光熔覆闭