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基于人工神经网络的激光冲击复合强化残余压应力预测与分布调控 被引量:1
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作者 周远航 冯爱新 +4 位作者 韦朋余 张若楠 宋培龙 盛永琦 姚红兵 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期75-83,共9页
目的通过结合人工神经网络和激光冲击有限元仿真,以减少激光冲击强化最佳参数设计的迭代次数,提高参数优化效率。方法构建基于冲击波压力幅值的激光冲击强化Abaqus有限元模型。采用Vdload子程序与对应二次开发脚本形成光斑重叠区域残余... 目的通过结合人工神经网络和激光冲击有限元仿真,以减少激光冲击强化最佳参数设计的迭代次数,提高参数优化效率。方法构建基于冲击波压力幅值的激光冲击强化Abaqus有限元模型。采用Vdload子程序与对应二次开发脚本形成光斑重叠区域残余应力的初始数据集。建立人工神经网络(ANN)算法模型,采用测试集对ANN模型进行测试,对超参数进行优化,对比分析不同机器学习算法的R2得分、MAE和RMSE。设计并优化镍铝青铜模型表面的残余应力大小与分布,对比分析经机器学习预测后的模型表面残余应力分布情况。结果经ANN预测整个面LSCP处理的模型表面形成了高达‒413 MPa的残余压应力,并且预测了均匀与非均匀的残余压应力分布;RMSE均方根误差仅为1.1891,既显示出较好的预测精度,又避免了模型的过拟合,保证了一定的泛化能力,模型综合性能远优于其他经典的ML算法回归模型。所预测的残余压应力分布模型均达到了较深的影响层深,且在1 Hz的脉冲重复频率下,最大效率达到了1.87 mm^(2)/s。结论激光冲击强化与机器学习的结合实现了易产生残余应力孔洞的镍铝青铜光斑重叠区域的最大残余压应力分布,且该方法优化出了整个表面的均匀与相对非均匀的残余压应力分布,为非均匀塑性应变引起镍铝青铜材料异质结构的形成开辟了新的设计途径。 展开更多
关键词 激光冲击复合强化 人工神经网络 复合强化 残余应力
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不同脉宽激光对不锈钢清洗工艺研究
2
作者 王阿明 冯爱新 +2 位作者 顾新华 潘晓铭 余金海 《应用激光》 CSCD 北大核心 2024年第3期71-86,共16页
为研究激光清洗不锈钢表面污染物的影响规律,采用不同脉宽激光进行不锈钢表面清洗试验,并分析对比不同波长激光清洗的工作原理。通过改变不同激光工艺参数,比较了纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,并分别使用激光共聚焦显微镜和显微硬... 为研究激光清洗不锈钢表面污染物的影响规律,采用不同脉宽激光进行不锈钢表面清洗试验,并分析对比不同波长激光清洗的工作原理。通过改变不同激光工艺参数,比较了纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,并分别使用激光共聚焦显微镜和显微硬度计,测试材料宏观形貌、三维形貌、表面粗糙度和硬度。结果表明,纳秒激光较优工艺参数为激光功率密度为7.2×10^(5)W/cm^(2),激光重复频率为60 kHz,激光扫描速度为2000 mm/s,激光扫描间距为0.02 mm;皮秒激光较优工艺参数为激光功率密度为19.1×10^(5)W/cm^(2),激光重复频率为50 kHz,激光扫描速度为1900 mm/s,激光扫描间距为0.05 mm。经过对比纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,发现皮秒激光清洗效果较好,并且对不锈钢损伤较小,但是纳秒激光清洗后的硬度更高。 展开更多
关键词 激光技术 激光清洗 激光烧蚀 316L不锈钢
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皮秒激光标刻小尺寸刀具信息码
3
作者 王阿明 冯爱新 +3 位作者 蒋志航 潘晓铭 余金海 顾新华 《应用激光》 CSCD 北大核心 2024年第4期93-103,共11页
为减少假冒伪劣的数控刀具对刀具市场的危害,数控刀具溯源防伪标刻技术引起大家的重视。目前,对于刀具溯源防伪有图案刻印、信息码标签、射频标签等方式,然而,这些方式易仿制、易脱落、价格高等问题,给刀具用户企业与刀具制造企业带来... 为减少假冒伪劣的数控刀具对刀具市场的危害,数控刀具溯源防伪标刻技术引起大家的重视。目前,对于刀具溯源防伪有图案刻印、信息码标签、射频标签等方式,然而,这些方式易仿制、易脱落、价格高等问题,给刀具用户企业与刀具制造企业带来麻烦。针对上述问题,利用激光技术在硬质合金刀具表面进行2 mm×2 mm信息码标刻试验,研究了激光工艺参数对信息码加工质量和识读效率的影响规律,获得最佳工艺参数:激光功率9 W、激光扫描间距30μm、激光扫描速度1 000 mm/s、激光重复频率为980 kHz。此时读取时间越短,误差相对较小,说明解码速度较快。此外,通过信息码的可读性检验,分析其表面的破损纠错、信息码数据存储量、识别设备的距离和识别角度对识别结果的影响。第一类和第二类破损不影响信息码的读取,第三类和第四类破损影响信息码的读取。在光线正常情况下,在信息存储为6~52个字符之内,识别距离为35~200 mm,识别角度为90°±25°。结果表明,在刀具表面激光标刻小尺寸信息码,可满足大多数精密数控刀具的赋码需求和表面完整度要求,实现了刀具在生产过程中的溯源防伪。 展开更多
关键词 激光标刻 信息码 小尺寸 硬质合金刀具
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E690高强钢表面激光冲击微造型的模拟与试验 被引量:6
4
作者 曹宇鹏 蒋苏州 +3 位作者 施卫东 花国然 冯爱新 王振刚 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期69-77,共9页
为研究冲击次数对E690高强钢表面激光冲击微造型、表面残余应力和微观组织的影响,采用有限元软件ABAQUS模拟试样表面成型过程,使用7.96 GW/cm^2的脉冲激光冲击E690高强钢试样,采用光学轮廓仪测量试样表面三维形貌,利用X射线应力分析仪... 为研究冲击次数对E690高强钢表面激光冲击微造型、表面残余应力和微观组织的影响,采用有限元软件ABAQUS模拟试样表面成型过程,使用7.96 GW/cm^2的脉冲激光冲击E690高强钢试样,采用光学轮廓仪测量试样表面三维形貌,利用X射线应力分析仪测量激光冲击微凹坑表面的残余应力并提取半高宽值,利用TEM观察冲击区域的微观组织形貌。结果表明,使用7.96 GW/cm^2的脉冲激光冲击试样1~4次,深度在10~40μm呈增加趋势,在深度方向对比试样表面三维形貌的模拟结果和测试结果,误差范围合理;激光冲击2次及以上,试样测点各方向残余压应力测试值趋于一致;半高宽值逐渐增大,冲击4次与冲击3次的半高宽值趋于相等;冲击2次后试样的TEM像和电子衍射图表明微凹坑表面形成了纳米晶。 展开更多
关键词 激光光学 激光冲击强化 残余应力 E690高强钢 微观组织
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激光淬火工艺参数对Cr12MoV钢组织与性能的影响 被引量:7
5
作者 冯爱新 赵剑 林晋豪 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期255-259,共5页
研究了激光淬火对Cr12MoV钢组织及性能的影响规律,分析了不同激光功率(1050、1200、1350 W)及扫描速度(3、4、5 mm/s)对表面激光淬火层的显微组织、硬度及残余压力的影响。结果表明,经激光淬火后Cr12MoV钢的表面硬度提升明显,表面残余... 研究了激光淬火对Cr12MoV钢组织及性能的影响规律,分析了不同激光功率(1050、1200、1350 W)及扫描速度(3、4、5 mm/s)对表面激光淬火层的显微组织、硬度及残余压力的影响。结果表明,经激光淬火后Cr12MoV钢的表面硬度提升明显,表面残余应力由拉应力转变为压应力。当激光功率为1200 W,扫描速度4 mm/s时,材料表面宏观形貌平整,微观组织晶粒细化,表面硬度最大(653.68 HV),残余压应力达到-259.29 MPa。 展开更多
关键词 激光淬火 CR12MOV钢 微观组织 硬度 残余应力
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激光加工技术与装备的本科层次人才培养模式的探索——以温州大学为例 被引量:2
6
作者 冯爱新 周晨 +3 位作者 曹宇 朱德华 张健 刘文文 《科教文汇》 2019年第6期82-83,88,共3页
温州大学为培养激光加工技术与装备方向的本科层次人才,在机械工程专业的基础上,按照专业认证与卓工计划的标准设定培养方案,构建激光与光电方向课程群,依托高端激光加工科研设备,开展CDI O项目制教学,探索了一条在该领域人才培养的有... 温州大学为培养激光加工技术与装备方向的本科层次人才,在机械工程专业的基础上,按照专业认证与卓工计划的标准设定培养方案,构建激光与光电方向课程群,依托高端激光加工科研设备,开展CDI O项目制教学,探索了一条在该领域人才培养的有效途径。 展开更多
关键词 激光加工 激光与光电 CDIO
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激光熔覆对20CrNi2Mo钢表面摩擦磨损性能的影响 被引量:4
7
作者 杨海华 毛加成 +3 位作者 冯爱新 章正刚 赵莹 程好 《应用激光》 CSCD 北大核心 2018年第3期345-350,共6页
针对轧机齿面边界润滑磨损失效、堆焊修复性能低的问题,在齿轮常用钢(20CrNi2Mo)表面激光熔覆制备自润滑耐磨涂层。研究了自润滑耐磨涂层设计可行性、粉末成分对熔覆层摩擦系数、磨损量的影响。在CFT-1型摩擦磨损试验机对熔覆层、基体... 针对轧机齿面边界润滑磨损失效、堆焊修复性能低的问题,在齿轮常用钢(20CrNi2Mo)表面激光熔覆制备自润滑耐磨涂层。研究了自润滑耐磨涂层设计可行性、粉末成分对熔覆层摩擦系数、磨损量的影响。在CFT-1型摩擦磨损试验机对熔覆层、基体及堆焊层进行干摩擦滑动磨损试验,检测摩擦系数及磨损量。结果表明,各激光熔覆层磨损量均小于堆焊层,涂层设计可行;MoS2的加入显著提高了涂层耐磨性,最小磨损涂层C1磨损量为4.38×10-3 mm3,相对耐磨性分别是基体和A2涂层的17.35倍和1.68倍;添加润滑相MoS2的C1摩擦系数相对纯铁基的A1涂层提升了66.7%。 展开更多
关键词 激光熔覆 粉末成分 摩擦系数 磨损量
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紫外纳秒激光制备高效的多晶硅减反绒 被引量:1
8
作者 张丽 孙耀宁 +3 位作者 贾天代 王国建 冯爱新 陈欢 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期486-491,共6页
针对多晶硅表面的光反射造成的能量损失的问题,开展基于圆锥顶形阵列织构的多晶硅表面减反绒研究。首先通过差分有限元分析法,仿真绒面高度对反射率的影响,得出当绒面高度在30μm时,其表面反射率最低。其次用紫外纳秒激光在硅片表面制... 针对多晶硅表面的光反射造成的能量损失的问题,开展基于圆锥顶形阵列织构的多晶硅表面减反绒研究。首先通过差分有限元分析法,仿真绒面高度对反射率的影响,得出当绒面高度在30μm时,其表面反射率最低。其次用紫外纳秒激光在硅片表面制备不同高度的绒面,进行制造工艺优化,测试不同绒面的反射率并模拟出开路电压及短路电流。研究发现绒面织构高度在30.24μm时,减反效果最好,平均反射率为4.03%,其光电转换效率达18.81%。 展开更多
关键词 纳秒激光 多晶硅 反射率 表面织构 转换效率
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515 nm皮秒激光环切加工微孔实验研究 被引量:8
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作者 刘勇 冯爱新 +1 位作者 贾天代 陈欢 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第2期285-290,共6页
为解决毫/纳秒激光加工微孔质量差的问题,利用515nm皮秒激光对厚度为0.1mm的不锈钢进行环切法加工直径100μm的微孔实验。采用激光共聚焦显微镜对加工后形貌和质量进行观察与表征,研究激光能量密度、扫描速度和离焦量等因素对加工后微... 为解决毫/纳秒激光加工微孔质量差的问题,利用515nm皮秒激光对厚度为0.1mm的不锈钢进行环切法加工直径100μm的微孔实验。采用激光共聚焦显微镜对加工后形貌和质量进行观察与表征,研究激光能量密度、扫描速度和离焦量等因素对加工后微孔形貌与质量的影响规律。实验结果表明,能量密度对微孔内壁质量有直接的影响,在保证去除能力前提下,控制能量密度在6.45J/cm^2以下,可有效减小微孔内壁的热影响区。同时实验还发现,适当增加扫描速度能够改善环切加工微孔切口和内壁的质量。在激光能量密度6.45J/cm^2扫描速度200mm/s时,孔锥度为2.72°随着扫描速度的增大,锥度减小,最后稳定在2.29°左右,正离焦加工也能一定程度上减小孔的锥度。此研究结果表明,优化工艺参数能够加工出热影响区小、边缘质量好且锥度小的微孔。 展开更多
关键词 皮秒激光 微孔加工 能量密度 扫描速度 离焦量
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Ag对铜铝激光熔钎搭接焊接头组织和性能的影响 被引量:3
10
作者 赵莹 冯爱新 杨海华 《应用激光》 CSCD 北大核心 2018年第4期570-577,共8页
针对新能源车用Cu/Al焊接端子的功能特点,以Ag为中间层开展铜铝激光熔钎搭接焊工艺研究。通过添加不同厚度的银镀层和银箔,分析接头抗拉强度、电阻率、显微形貌和组织成分变化。结果表明,Ag中间层添加有利于改善焊缝成型和焊接质量,接... 针对新能源车用Cu/Al焊接端子的功能特点,以Ag为中间层开展铜铝激光熔钎搭接焊工艺研究。通过添加不同厚度的银镀层和银箔,分析接头抗拉强度、电阻率、显微形貌和组织成分变化。结果表明,Ag中间层添加有利于改善焊缝成型和焊接质量,接头抗拉强度和电阻率均随Ag中间层厚度的增加先减小后增大;在添加厚度为20μm银箔时,抗拉强度提高了近1/3,电阻率减小至8.6×10^(-8)/Ω·m。这主要与Ag有效抑制铜铝液相熔合、控制二元脆硬相生成有关。在铜侧边界形成"啮齿状"Al-Al2Cu-Ag2Al三元共晶相,熔化区以枝晶"-Al为主,界面层化合物种类少、分布均匀,内部拉应力产生的裂纹减小,有利于提高接头强度和降低电阻率。 展开更多
关键词 Cu/Al激光熔钎焊 银中间层 抗拉强度 电阻率 显微组织
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三维激光切割转角“过烧”试验研究 被引量:3
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作者 杨海华 冯爱新 +1 位作者 赵莹 程好 《热加工工艺》 北大核心 2019年第1期59-63,共5页
三维激光在切割带有转角的工件时,由于能量的过多射入,在转角处会发生过烧现象。采用2 kW的Rofin光纤激光器、RX160L型史陶比尔机器人以及配套的辅助设备集成的三维激光切割机对45钢转角切割进行了研究,提出了在转角处减少工艺参数点、... 三维激光在切割带有转角的工件时,由于能量的过多射入,在转角处会发生过烧现象。采用2 kW的Rofin光纤激光器、RX160L型史陶比尔机器人以及配套的辅助设备集成的三维激光切割机对45钢转角切割进行了研究,提出了在转角处减少工艺参数点、优化激光切割过程中机器人的运动姿态以及优化工艺参数的工艺手段减少过烧现象。研究结果表明在激光功率600 W,切割速度25 mm/s,辅助气体O2压力0.21 MPa时,经过工艺优化后进行转角切割可以有效避免过烧现象的发生,获得的切割断面平整,无挂渣。随着激光功率和辅助气体压力的增大,切缝宽度增大;随着切割速度增大,切缝宽度减小。随着激光功率增加,切割面粗糙度减小;随着切割速度和辅助气体压力增大,切割面粗糙度先减小后增大。 展开更多
关键词 三维激光切割 转角过烧 工艺参数点 运动姿态 辅助气体
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基于200 PS激光的人造金刚石激光精细加工实验研究 被引量:1
12
作者 唐杰 冯爱新 +3 位作者 薛遥 李莹 尚大智 周远航 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第4期609-613,共5页
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<5μm,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... 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<5μm,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≤6μm、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。 展开更多
关键词 硬脆性材料 人造金刚石 崩边 表面光洁度
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Preliminary study on theory and experiment of photo-mechanics manufacturing and detecting technologies based on laser thermal stress
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作者 Kong Dejun Zhang Yongkang +3 位作者 Zhu Hailin Lu Jinzhong feng aixin Wang Wei 《Engineering Sciences》 EI 2008年第3期52-56,共5页
Mechanics effect of laser thermal stress is a new manufacturing technology, which uses thermal stress by high power laser acted on the surface of metal material to produce stress field. The technologies such as sheet ... Mechanics effect of laser thermal stress is a new manufacturing technology, which uses thermal stress by high power laser acted on the surface of metal material to produce stress field. The technologies such as sheet metal formation by laser thermal stress, measurement by laser scratching and measurement by XRD (X-ray diffraction) are formed based on mechanics effects of laser thermal stress. The mechanisms of sheet metal formation by laser thermal stress, measurement by laser scratching and measurement by XRD are analyzed, and the theory of photo-mechanics manufacturing and detecting technologies based on laser thermal stress is originally put forward, whose experiment is primitively researched, and the manufacturing theory by mechanics effects of laser thermal stress is established. 展开更多
关键词 photo-dynamics manufacturing sheet metal forming by laser thermal stress laser scratching X-ray diffraction (XRD)
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激光增材制造不同成分变化率316L/IN718功能梯度材料组织性能研究 被引量:7
14
作者 李鹏飞 李亮亮 +3 位作者 周建忠 巩亚东 冯爱新 鲁金忠 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期226-239,共14页
随着核电装备等领域对零件材料性能的要求日益严格,成分随结构位置变化的功能梯度材料(Functionallygraded material,FGM)应用愈加广泛。基于激光增材制造技术可以实时调控沉积材料成分的优势,采用同轴送粉定向能量沉积(Directed energy... 随着核电装备等领域对零件材料性能的要求日益严格,成分随结构位置变化的功能梯度材料(Functionallygraded material,FGM)应用愈加广泛。基于激光增材制造技术可以实时调控沉积材料成分的优势,采用同轴送粉定向能量沉积(Directed energy deposition,DED)制备不同成分变化率的316L不锈钢和Inconel 718 (IN718)高温合金功能梯度材料,包括成分变化率10%,成分变化率20%和成分突变三种试样。采用金相分析、显微组织分析、能谱分析、显微硬度和拉伸试验对各功能梯度材料的组织和力学性能进行表征。结果表明:自下而上随着IN718含量的增加,Ni元素和Nb元素含量增加,显微硬度近线性提高;铁/镍含量的线性拟合表明,无论是渐变功能梯度材料还是突变功能梯度材料,显微硬度与IN718高温合金的含量呈正相关;突变功能梯度材料在界面处存在过渡区,使元素在层间充分扩散;材料性能差异大、成分变化过快和Laves相的存在是导致界面结合性能差,产生裂纹的重要因素;梯度成分为10%的功能梯度材料拉伸性能最好,平均极限拉伸强度最高为526 MPa。研究结果将有助于选择合适的梯度变化方式,了解激光增材制造功能梯度材料的成形机理。 展开更多
关键词 功能梯度材料 定向能量沉积 微观组织 成分梯度 力学性能
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激光冲击7050-T7451铝合金表面的X射线衍射图谱与微结构的相关性 被引量:3
15
作者 曹宇鹏 陈浩天 +3 位作者 冯爱新 周锐 花国然 蒋苏州 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期55-61,共7页
采用脉冲激光对7050-T7451铝合金表面进行了激光冲击强化处理。利用X射线衍射仪(XRD)和场发式透射电镜(TEM),获得了试样表面衍射图谱和微观组织形貌,建立了激光冲击强化7050-T7451铝合金表面的微结构响应模型。结果表明,当激光功率密度... 采用脉冲激光对7050-T7451铝合金表面进行了激光冲击强化处理。利用X射线衍射仪(XRD)和场发式透射电镜(TEM),获得了试样表面衍射图谱和微观组织形貌,建立了激光冲击强化7050-T7451铝合金表面的微结构响应模型。结果表明,当激光功率密度为1.83GW·cm-2时,试样表面发生了过饱和固溶体的失稳分解;当激光功率密度为2.34GW·cm-2时,试样表面的晶粒尺寸增大;当激光功率密度为2.85GW·cm-2时,试样表面产生了纳米晶。激光冲击强化7050-T7451铝合金表面的XRD图谱与TEM分析结果具有一致性。 展开更多
关键词 激光技术 激光冲击强化 7050-T7451铝合金 X射线衍射 微结构
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焊面织构化对铜/钢激光焊接接头组织及力学性能的影响 被引量:9
16
作者 尚大智 张健 +3 位作者 冯爱新 周远航 唐杰 陈凤仙 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期86-96,共11页
为提高铜/钢转换接头搭接焊的强度与冶金相容性,提出了异种金属微织构激光焊接法。首先利用超快绿激光在钢基体表面制备微织构,以提高焊接时钢侧界面的浸润性与咬合强度,然后利用脉冲绿激光在微织构表面进行铜/钢熔化搭接焊,最后研究了... 为提高铜/钢转换接头搭接焊的强度与冶金相容性,提出了异种金属微织构激光焊接法。首先利用超快绿激光在钢基体表面制备微织构,以提高焊接时钢侧界面的浸润性与咬合强度,然后利用脉冲绿激光在微织构表面进行铜/钢熔化搭接焊,最后研究了微织构的形貌、接头组织、结合界面及拉伸性能与断裂机制。结果表明:在较高的激光功率与刻蚀次数下,热烧蚀程度加重,易导致凹槽内部质量恶化;表面织构化对接头组织与抗拉强度具有显著影响,表面织构化可以强化对流传质,增强铜向熔池底部(钢侧)的扩散,有利于形成含铜量更高的α-Fe、γ-Fe固溶体,使得熔池底部的显微硬度更高;当凹槽深度为89.91μm时,织构化接头的抗拉强度最高,为112.5 MPa,相比未织构化接头提高了19.5%;接头的断裂机制为韧性断裂;接头拉伸性能的提高得益于固溶强化、熔合体积的增大以及涡旋咬合作用。 展开更多
关键词 激光技术 激光加工 激光焊接 铜/钢激光搭接焊 抗拉强度 显微组织
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皮秒绿激光修锐青铜基金刚石砂轮损伤规律与机制 被引量:4
17
作者 周远航 张健 +4 位作者 冯爱新 尚大智 陈云 唐杰 杨海华 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期191-200,共10页
为探究皮秒绿激光修锐青铜基金刚石砂轮的工艺规律与机制,实现青铜基体的选择性定量去除。首先采用10 ps绿激光作用于青铜/金刚石,利用S-on-1损伤测定法标定损伤阈值,确定皮秒激光修锐青铜/金刚石砂轮的最佳工艺参数范围。然后对青铜/... 为探究皮秒绿激光修锐青铜基金刚石砂轮的工艺规律与机制,实现青铜基体的选择性定量去除。首先采用10 ps绿激光作用于青铜/金刚石,利用S-on-1损伤测定法标定损伤阈值,确定皮秒激光修锐青铜/金刚石砂轮的最佳工艺参数范围。然后对青铜/金刚石砂轮表面进行修锐,通过激光共聚焦显微镜及其软件表征修锐表面形貌与表面粗糙度,探究激光峰值功率密度、重复频率、扫描次数对修锐效果的影响规律。结果表明,皮秒绿激光对青铜基体的去除机制主要为气化去除,很大程度上避免了金刚石磨粒的碳化,即使在高重复频率下,也无明显的热积累特征。在脉宽为10 ps、重复频率为400 kHz条件下,青铜基体与金刚石磨粒的损伤阈值分别为1.23×10^(9)W/cm^(2)、3.71×10^(11)W/cm^(2),两者相差两个数量级,青铜基体的选择性微量去除选择范围较宽,可通过调节峰值功率密度有选择性地去除基体,通过调节扫描次数定量去除基体。因此,采用皮秒绿激光可以选择性定量去除青铜基体且较好地保证金刚石磨粒的完整性。 展开更多
关键词 激光加工 皮秒激光 青铜基金刚石砂轮 激光修锐 损伤阈值
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激光沉积制备316L-IN625梯度材料的组织与力学性能 被引量:7
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作者 余满江 吴成萌 +2 位作者 冯爱新 张成龙 徐国秀 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期66-73,共8页
采用激光沉积工艺制备了材料成分呈梯度变化的316L-IN625梯度材料,通过扫描电镜观察、X射线衍射、拉伸测试等分析技术研究了梯度材料不同区域的显微组织形态,以及连接试样、梯度试样的力学性能。结果表明:梯度材料不同区域的显微组织随... 采用激光沉积工艺制备了材料成分呈梯度变化的316L-IN625梯度材料,通过扫描电镜观察、X射线衍射、拉伸测试等分析技术研究了梯度材料不同区域的显微组织形态,以及连接试样、梯度试样的力学性能。结果表明:梯度材料不同区域的显微组织随着316L成分的减少依次呈现为胞状枝晶、柱状晶、粗糙枝晶与近等轴晶;与连接试样相比,316L-IN625梯度试样的屈服强度(σ_(0.2))升高至289 MPa,但由于高的热应力与脆性析出相的存在,其抗拉强度与延展性均有所降低;脆性析出相随着拉伸应力的增大发生不均匀的塑性变形,导致梯度试样发生脆性解离。IN625合金的固溶强化与析出强化,使得316L-IN625梯度材料的显微硬度沿沉积建造方向逐渐升高。 展开更多
关键词 激光技术 激光沉积 316L-IN625梯度材料 微观组织 力学性能
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