论文部分内容阅读
该文从中国高功率工业激光发展水平出了,对于铝合金激光熔覆技术涉及的光束优化 技术、激光与材料相互作用、激光熔池动力学、激光熔覆材料的优选、工艺控制及组织结构特点等进行了详细的理论分析和实验研究.论文的主要内容如下;1、简述了激光表央改性 技术的研究及最新进展,重点介绍了激光合金化和激光熔覆在铝合金表面强化方面的研究成果.针对激光表面强化中有关光束质量的特殊要求,总结了光束优化的方法及其特点.2、 光束优化理论分析及实验装置设计.从激光加热的物理特点出了,分析了光斑形状对材料表面强化的影响.研究了扫描转镜光束的优化理论.提出了一种新型的高功率激光束线性优化方法,即用柱面聚焦反射镜组与一维导镜组组合的方式实现光强分布基本均匀、光斑度度无级可调的光束优化目的.结合物理和几何光学原理,分析了光束线性成形原理,并据此设计了静态激光束线性成形装置.3、激光熔覆中光束与材料交互作用过程的研究.对于两种不 同的激光熔覆方法:预置粉末和同步送粉,该文详细地分析了激光能量吸收和熔化的物理过程;并讨论了几种粉末送入工艺对于铝合金激光熔覆质量、粉末利用率等的影响,指出金属粉落点稍超前于激光作用区的送粉方法可有效地抑制铝合金熔体与大气之间的有害反应,提高激光能量的利用率.激光能量条件对于熔覆材料的加热和熔化有着重要的作用.对于预置粉末,决定熔覆极限厚度的参数是激光辐照比能量;对于同步送粉,送粉量的增加将使熔覆材料的受加热程度显著降低.相比之下,熔覆速度则基本上不影响粉末的加热和熔化.4、 激光熔池动力学研究.以流体动力学理论为基础,对激光溶池中能量、动量和质量传递原量及特性进行了理论分析.5、铝合金CO<,2>激光熔覆实验研究.研究了适合于铝合金ZL104、ZL201激光熔覆粉末材料,分析了工艺参数对熔覆层质量的影响.ZL104+G411铜基熔覆层分 为两个区域:熔覆层区和过渡区.熔覆层区组织主要为峰窝状α-Cu基固溶体,Si元素与Cu 元素形成固溶体,对组织起到固溶强化的作用,具有较高的硬度值.过渡区由α-Al和金属 间化合物Cu<,3>Al和CuAl<,2>等组成,硬度显著高于基体.ZL201+WF402铜基合金熔覆层分 为两个区域:熔覆层区和过渡区.6、Nd:YAG激光加工系统分析及铝合金Nd:YAG激光熔覆. 分析了Nd:YAG激光器的光束参数衣输入功率对它们的影响, 介绍了加工所需的聚焦导光系 统.