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RSS2002年 26卷 第5期
2002, 26(5): 321-323,333.
[摘要]
[PDF 210KB]
摘要:
为描述激光熔覆层质量与工艺参数之间的相互关系,在研究自动送粉激光熔覆过程能量分配规律的基础上,利用金相法检测的不同工艺条件下单道熔覆层的宏观参数,定量计算了L.C.Lim提出的单位质量熔覆材料的比能和单位时间实际输入的比能两个重要参数,并系统地分析了影响因素。在激光参数恒定的条件下,单位质量熔覆材料的比能随送粉速率的增大而减小;单位时间实际输入的比能随扫描速度的增加而减小。对单位质量熔覆材料的比能随扫描速度的变化出现最小值的现象给出了合理的解释。为进一步研究熔覆层的凝固行为、显微组织与工艺参数的关系奠定了理论基础。
为描述激光熔覆层质量与工艺参数之间的相互关系,在研究自动送粉激光熔覆过程能量分配规律的基础上,利用金相法检测的不同工艺条件下单道熔覆层的宏观参数,定量计算了L.C.Lim提出的单位质量熔覆材料的比能和单位时间实际输入的比能两个重要参数,并系统地分析了影响因素。在激光参数恒定的条件下,单位质量熔覆材料的比能随送粉速率的增大而减小;单位时间实际输入的比能随扫描速度的增加而减小。对单位质量熔覆材料的比能随扫描速度的变化出现最小值的现象给出了合理的解释。为进一步研究熔覆层的凝固行为、显微组织与工艺参数的关系奠定了理论基础。
2002, 26(5): 324-326.
摘要:
利用5kWCO2连续波激光器在16Mn钢基材表面对含20%(体积比)SiC陶瓷粉末的镍基自熔性合金粉末进行激光熔覆得到Ni基SiC合金涂层(NiSiC)。研究了合金涂层的组织形貌及相结构,并用单纯的镍基合金涂层(Ni60)进行了显微硬度及滑动磨损性能的对比试验。结果表明,NiSiC合金涂层由γ枝晶及其间的共晶组织组成,主要组成相为γ-Ni,γ-(Ni,Fe)固溶体和(Cr,Fe)7C3,Cr23C6及(Cr,Si)3Ni3Si等化合物。添加SiC的镍基合金涂层NiSiC比单纯的镍基合金涂层Ni60具有较高的硬度和耐磨性。
利用5kWCO2连续波激光器在16Mn钢基材表面对含20%(体积比)SiC陶瓷粉末的镍基自熔性合金粉末进行激光熔覆得到Ni基SiC合金涂层(NiSiC)。研究了合金涂层的组织形貌及相结构,并用单纯的镍基合金涂层(Ni60)进行了显微硬度及滑动磨损性能的对比试验。结果表明,NiSiC合金涂层由γ枝晶及其间的共晶组织组成,主要组成相为γ-Ni,γ-(Ni,Fe)固溶体和(Cr,Fe)7C3,Cr23C6及(Cr,Si)3Ni3Si等化合物。添加SiC的镍基合金涂层NiSiC比单纯的镍基合金涂层Ni60具有较高的硬度和耐磨性。
2002, 26(5): 327-329.
摘要:
采用预置涂层法对灰铸铁缸套内表面进行Nd:YAG激光NiTi合金化研究,可得到表面平整的激光合金化层。该材质的灰铸铁存在较大的裂纹倾向,在适当的涂层厚度、工艺参数和预热条件下,可获得无裂纹合金化区。激光强化层包括合金化区和淬火马氏体区和二者之间很窄的过热区,其硬度较铸铁基体显著提高;微观组织以亚共晶介稳组织为主。
采用预置涂层法对灰铸铁缸套内表面进行Nd:YAG激光NiTi合金化研究,可得到表面平整的激光合金化层。该材质的灰铸铁存在较大的裂纹倾向,在适当的涂层厚度、工艺参数和预热条件下,可获得无裂纹合金化区。激光强化层包括合金化区和淬火马氏体区和二者之间很窄的过热区,其硬度较铸铁基体显著提高;微观组织以亚共晶介稳组织为主。
2002, 26(5): 330-333.
摘要:
讨论了用连续CO2激光器对水松纸打孔的原理和实现方案,就其中一种方案的打孔结果进行分析,指出激光打孔时影响打孔水松纸透气度的一些因素。
讨论了用连续CO2激光器对水松纸打孔的原理和实现方案,就其中一种方案的打孔结果进行分析,指出激光打孔时影响打孔水松纸透气度的一些因素。
2002, 26(5): 334-337.
摘要:
在GH536高温合金基材上等离子喷涂氧化钇部分稳定氧化锆(8YSZ)热障涂层后,采用连续CO2激光进行表面陶瓷层激光重熔,得到了表面形貌、组织结构符合质量要求的涂层。热震试验结果表明,在本试验的失效判据下,等离子喷涂及激光重熔试样的失效形式和机理不同,等离子喷涂试样为热震应力失效,激光重熔试样以热震应力和TGO应力共同作用形式失效。激光能量密度为4.0J/mm2时,激光重熔试样具有略高于等离子喷涂试样的热震寿命,当激光能量密度较高时,激光能量分布不均导致的组织及结构的不均匀,柱状晶粗化是能量密度较高的表征,扩展到喷涂态陶瓷层中的裂纹是激光重熔试样热震寿命降低的主要原因。
在GH536高温合金基材上等离子喷涂氧化钇部分稳定氧化锆(8YSZ)热障涂层后,采用连续CO2激光进行表面陶瓷层激光重熔,得到了表面形貌、组织结构符合质量要求的涂层。热震试验结果表明,在本试验的失效判据下,等离子喷涂及激光重熔试样的失效形式和机理不同,等离子喷涂试样为热震应力失效,激光重熔试样以热震应力和TGO应力共同作用形式失效。激光能量密度为4.0J/mm2时,激光重熔试样具有略高于等离子喷涂试样的热震寿命,当激光能量密度较高时,激光能量分布不均导致的组织及结构的不均匀,柱状晶粗化是能量密度较高的表征,扩展到喷涂态陶瓷层中的裂纹是激光重熔试样热震寿命降低的主要原因。
2002, 26(5): 344-345.
摘要:
利用激光氮化方法(LN方法)对铁氮化合物的制备进行了研究,并在此基础上对取向硅钢表面进行了局域激光氮化处理。利用XPS光电子能谱对样品进行了检测分析。结果表明,在一定的工艺参数下(激光功率、扫描速度等)可实现铁氮化合,形成铁氮化合物。选取合适的扫描速度,扫描间距及N2束流对取向硅钢表面进行激光氮化处理后,在取向硅钢表面生成了铁氮化合物。利用磁畴观测装置进行观测发现,激光氮化处理后,取向硅钢的磁畴明显细化,从而可以降低取向硅钢的铁损。
利用激光氮化方法(LN方法)对铁氮化合物的制备进行了研究,并在此基础上对取向硅钢表面进行了局域激光氮化处理。利用XPS光电子能谱对样品进行了检测分析。结果表明,在一定的工艺参数下(激光功率、扫描速度等)可实现铁氮化合,形成铁氮化合物。选取合适的扫描速度,扫描间距及N2束流对取向硅钢表面进行激光氮化处理后,在取向硅钢表面生成了铁氮化合物。利用磁畴观测装置进行观测发现,激光氮化处理后,取向硅钢的磁畴明显细化,从而可以降低取向硅钢的铁损。
2002, 26(5): 354-356.
摘要:
研究了不同激光功率条件下不同含量的氧化铈对镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层宏观质量、显微组织及熔覆层横截面硬度的影响。CeO2的掺入均能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层中的相组织得到细化,裂纹大大减少,宏观质量得到显著改善。随稀土氧化物加入量的增加,稀土的细晶变质作用效果更加明显。当CeO2的含量为0.16wt%时,熔覆层的硬度达到最大约为900HV0.3～1300HV0.3,裂纹基本消失。激光功率对熔覆层的宏观质量、显微硬度及微观组织均有影响,当激光功率低于1.5kW时,难以得到连续光滑的熔覆层;当激光功率高于2.0kW时,熔覆层的晶粒长大,硬度明显降低。
研究了不同激光功率条件下不同含量的氧化铈对镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层宏观质量、显微组织及熔覆层横截面硬度的影响。CeO2的掺入均能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层中的相组织得到细化,裂纹大大减少,宏观质量得到显著改善。随稀土氧化物加入量的增加,稀土的细晶变质作用效果更加明显。当CeO2的含量为0.16wt%时,熔覆层的硬度达到最大约为900HV0.3～1300HV0.3,裂纹基本消失。激光功率对熔覆层的宏观质量、显微硬度及微观组织均有影响,当激光功率低于1.5kW时,难以得到连续光滑的熔覆层;当激光功率高于2.0kW时,熔覆层的晶粒长大,硬度明显降低。
2002, 26(5): 359-363.
摘要:
采用5kW横流CWCO2激光器,对不同基体材料的石化高参数阀门密封面进行激光熔覆,所用合金粉末为CoCrWB与NiCrFeBSi合金粉末。在研究解决了厚层单道熔覆裂纹问题基础上,得到了厚2mm～3.5mm,表面平整、无质量缺陷的激光熔覆层。结合激光熔覆阀门零件的试验研究,分析探讨了影响熔覆层,特别是厚层熔覆层裂纹形成的各种因素及其综合影响,提出了关于建立判断熔覆层裂纹形成的应力判据模型的思路。
采用5kW横流CWCO2激光器,对不同基体材料的石化高参数阀门密封面进行激光熔覆,所用合金粉末为CoCrWB与NiCrFeBSi合金粉末。在研究解决了厚层单道熔覆裂纹问题基础上,得到了厚2mm～3.5mm,表面平整、无质量缺陷的激光熔覆层。结合激光熔覆阀门零件的试验研究,分析探讨了影响熔覆层,特别是厚层熔覆层裂纹形成的各种因素及其综合影响,提出了关于建立判断熔覆层裂纹形成的应力判据模型的思路。
2002, 26(5): 373-374,378.
摘要:
对华工激光开发的激光焊接系统的稳定性进行了实验研究。结果发现,该系统稳定性相当好,适合焊接105mm～500mm锯片和68mm,82mm的钻头。
对华工激光开发的激光焊接系统的稳定性进行了实验研究。结果发现,该系统稳定性相当好,适合焊接105mm～500mm锯片和68mm,82mm的钻头。
2002, 26(5): 379-381.
摘要:
对气缸孔表面进行激光珩磨,形成与其表面润滑减磨性能优化匹配的、连续均匀的,并具有一定密度、深度、角度、形状的油路和凹腔。不仅可以显著提高气缸孔耐磨性,延长其寿命,而且还大幅度降低内燃机的颗粒排放量、机油耗、燃油耗、催化器污染和活塞环组成本。
对气缸孔表面进行激光珩磨,形成与其表面润滑减磨性能优化匹配的、连续均匀的,并具有一定密度、深度、角度、形状的油路和凹腔。不仅可以显著提高气缸孔耐磨性,延长其寿命,而且还大幅度降低内燃机的颗粒排放量、机油耗、燃油耗、催化器污染和活塞环组成本。
2002, 26(5): 385-387.
摘要:
采用不锈钢管对光纤布喇格(Bragg)光栅进行封装,封装后的光纤光栅作为应变传感器,灵敏系数为1.19pm/με,Bragg中心反射波长与应变呈良好的线性关系。传感器能够与被测结构紧密结合,保证应变的有效传递,便于安装,适于实际工程中的应用。
采用不锈钢管对光纤布喇格(Bragg)光栅进行封装,封装后的光纤光栅作为应变传感器,灵敏系数为1.19pm/με,Bragg中心反射波长与应变呈良好的线性关系。传感器能够与被测结构紧密结合,保证应变的有效传递,便于安装,适于实际工程中的应用。
2002, 26(5): 338-340,343.
摘要:
基于菲涅耳基尔霍夫衍射积分方程的求解结果和维持基模振荡的观点,提出一个能直观表达出光栅腔可调谐激光器的最小可分辨波长间隔与光腔参数、光栅参数之间关系的表达式,并由实验结果所证实。
基于菲涅耳基尔霍夫衍射积分方程的求解结果和维持基模振荡的观点,提出一个能直观表达出光栅腔可调谐激光器的最小可分辨波长间隔与光腔参数、光栅参数之间关系的表达式,并由实验结果所证实。
2002, 26(5): 346-349.
摘要:
提出了一种优化设计激光器谐振腔参数的新方法。应用遗传算法,以最大输出激光功率为目标函数,对典型CO2激光器谐振腔和放电管参数进行了优化,给出了谐振腔的3个优化参数:放电管直径、谐振腔凹面反射镜曲率半径和出射镜透射率。对于1.2m长谐振腔,优化设计的基模激光功率可从原先的55W提高到89W,实际测量提高到74W。
提出了一种优化设计激光器谐振腔参数的新方法。应用遗传算法,以最大输出激光功率为目标函数,对典型CO2激光器谐振腔和放电管参数进行了优化,给出了谐振腔的3个优化参数:放电管直径、谐振腔凹面反射镜曲率半径和出射镜透射率。对于1.2m长谐振腔,优化设计的基模激光功率可从原先的55W提高到89W,实际测量提高到74W。
2002, 26(5): 357-358,363.
摘要:
提出了一种新型分析方法,给出了色散存在的情况下,光冲击现象的发生情况,并同时通过对光冲击效应发生时的临界距离的分析,从理论上得到了可以寻求一种准孤子脉冲源来消除光冲击效应的结论。
提出了一种新型分析方法,给出了色散存在的情况下,光冲击现象的发生情况,并同时通过对光冲击效应发生时的临界距离的分析,从理论上得到了可以寻求一种准孤子脉冲源来消除光冲击效应的结论。
2002, 26(5): 364-366.
摘要:
引入了高阶双曲余弦高斯光束,结果表明这类光束在一定参数条件下呈现平顶光束特征。这类光束可用偏心高斯光束或双曲余弦高斯光束的相干叠加而得到,因而也是傍轴波动方程的解,并讨论了它们在一阶光学系统中的传播性质。
引入了高阶双曲余弦高斯光束,结果表明这类光束在一定参数条件下呈现平顶光束特征。这类光束可用偏心高斯光束或双曲余弦高斯光束的相干叠加而得到,因而也是傍轴波动方程的解,并讨论了它们在一阶光学系统中的传播性质。
2002, 26(5): 367-369,372.
摘要:
论述了色散管理孤子的传输原理,并利用数值方法模拟了色散管理孤子在不同的传输模式中的传输,研究了色散管理孤子特性及其应用。研究结果表明,色散管理孤子具有很明显的周期性,尤其采用平均路径色散为0的模型传输性能更佳。
论述了色散管理孤子的传输原理,并利用数值方法模拟了色散管理孤子在不同的传输模式中的传输,研究了色散管理孤子特性及其应用。研究结果表明,色散管理孤子具有很明显的周期性,尤其采用平均路径色散为0的模型传输性能更佳。
2002, 26(5): 370-372.
摘要:
以圆形函数可近似展开为有限数目的复高斯函数叠加为基础,推导出部分相干高斯谢尔模型(GSM)光束通过圆形光阑透镜的轴上聚焦光强分布的解析计算公式,并与衍射积分方法所得的结果进行比较分析。结果表明,复高斯函数叠加的方法能极大地提高计算效率。
以圆形函数可近似展开为有限数目的复高斯函数叠加为基础,推导出部分相干高斯谢尔模型(GSM)光束通过圆形光阑透镜的轴上聚焦光强分布的解析计算公式,并与衍射积分方法所得的结果进行比较分析。结果表明,复高斯函数叠加的方法能极大地提高计算效率。
2002, 26(5): 392-393,397.
摘要:
对于电子密度和增益为抛物线分布的等离子体,在几何光学的近似下,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程,并给出了抛物线近似下X射线激光的输出光强随偏转角的变化关系及偏离轴向的折射角和折射长度。
对于电子密度和增益为抛物线分布的等离子体,在几何光学的近似下,通过简化模型研究了毛细管放电X射线在柱状长等离子体柱中的传播与增益过程,并给出了抛物线近似下X射线激光的输出光强随偏转角的变化关系及偏离轴向的折射角和折射长度。
2002, 26(5): 398-400.
摘要:
研究了用于厄米高斯光束对称化的光学系统对像散厄米双曲余弦高斯光束的变换。分析了偏心参数和模阶数对变换后的厄米双曲余弦高斯光束对称性的影响,通过大量数值计算说明复杂像散厄米双曲余弦高斯光束对称化的物理意义。
研究了用于厄米高斯光束对称化的光学系统对像散厄米双曲余弦高斯光束的变换。分析了偏心参数和模阶数对变换后的厄米双曲余弦高斯光束对称性的影响,通过大量数值计算说明复杂像散厄米双曲余弦高斯光束对称化的物理意义。
2002, 26(5): 341-343.
摘要:
结合三光束激光多普勒测速仪,从理论上分析了在不同介质中测量参数的修正,推导出LDA在不同介质中的参数修正公式。以空气和水两种不同介质为例,利用修正公式求出各自的参数,在二维流道上用LDA测量减阻流体的流速,将LDA与流量计的测量结果进行比较,结果令人满意。
结合三光束激光多普勒测速仪,从理论上分析了在不同介质中测量参数的修正,推导出LDA在不同介质中的参数修正公式。以空气和水两种不同介质为例,利用修正公式求出各自的参数,在二维流道上用LDA测量减阻流体的流速,将LDA与流量计的测量结果进行比较,结果令人满意。
2002, 26(5): 350-353,356.
摘要:
Ca4GdO(BO3)3(GdCOB)是一种新型的自倍频晶体。利用氙灯作泵浦源,对单掺的Nd:GdCOB和双掺的Cr:Nd:GdCOB两种自倍频晶体实现了1061nm～530.5nm自由运转的自倍频转换。单掺和双掺晶体的泵浦阈值能量分别为10J和092J,自倍频光的最大输出能量分别为196mJ和246mJ。利用脉冲染料激光作泵浦源,对Nd:GdCOB晶体获得了1331nm基频光和655nm自倍频红光运转,并获得了530.5nm自倍频绿光输出。
Ca4GdO(BO3)3(GdCOB)是一种新型的自倍频晶体。利用氙灯作泵浦源,对单掺的Nd:GdCOB和双掺的Cr:Nd:GdCOB两种自倍频晶体实现了1061nm～530.5nm自由运转的自倍频转换。单掺和双掺晶体的泵浦阈值能量分别为10J和092J,自倍频光的最大输出能量分别为196mJ和246mJ。利用脉冲染料激光作泵浦源,对Nd:GdCOB晶体获得了1331nm基频光和655nm自倍频红光运转,并获得了530.5nm自倍频绿光输出。
2002, 26(5): 375-378.
摘要:
综述了光学元件中受激布里渊散射(SBS)对光学元件的超声波损伤、对激光传输能量的损耗、对光束质量的破坏等问题的研究现状、进展;重点是大口径光学元件中横向受激布里渊散射,并指出其未来的发展前景。
综述了光学元件中受激布里渊散射(SBS)对光学元件的超声波损伤、对激光传输能量的损耗、对光束质量的破坏等问题的研究现状、进展;重点是大口径光学元件中横向受激布里渊散射,并指出其未来的发展前景。
2002, 26(5): 382-384,387.
摘要:
评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程,指出其发展前景。
评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程,指出其发展前景。
2002, 26(5): 388-391.
摘要:
论述了激光快速直接制造的国内外研究和发展现状,介绍了激光快速制造金属零件的方法,重点说明了基于激光熔覆的快速制造技术和激光制造技术涉及的关键问题:精密高质量同轴送粉熔覆系统、激光熔覆的工艺优化与稳定性和激光熔覆过程的检测与闭环控制。展示了激光熔覆快速制造的典型金属零件和应用领域。提出了激光熔覆制造进一步研究的方向。
论述了激光快速直接制造的国内外研究和发展现状,介绍了激光快速制造金属零件的方法,重点说明了基于激光熔覆的快速制造技术和激光制造技术涉及的关键问题:精密高质量同轴送粉熔覆系统、激光熔覆的工艺优化与稳定性和激光熔覆过程的检测与闭环控制。展示了激光熔覆快速制造的典型金属零件和应用领域。提出了激光熔覆制造进一步研究的方向。
2002, 26(5): 394-397.
摘要:
当一个布里渊频移的信号在布里渊激活介质中与两束相反方向传播的强泵浦光相互作用时,将产生一个随时间指数增长的共轭场,直到它抽空泵浦场,并且由此产生很高的反射率(大于106)。这项技术可用于共轭微弱信号(小于10-13J),或者可以用于把大部分泵浦能量转移到共轭光,对此技术作了回顾。
当一个布里渊频移的信号在布里渊激活介质中与两束相反方向传播的强泵浦光相互作用时,将产生一个随时间指数增长的共轭场,直到它抽空泵浦场,并且由此产生很高的反射率(大于106)。这项技术可用于共轭微弱信号(小于10-13J),或者可以用于把大部分泵浦能量转移到共轭光,对此技术作了回顾。
