正版 激光先进制造技术

第1章激光起源及激光先进制造

技术1

【导读】激光起源1

11激光产生的物理基础2

12激光先进制造技术9

【扩展阅读】13

【参考文献】14

第2章激光冲击强化技术15

【导读】激光冲击强化技术起源15

21技术概述16

22工艺方法研究18

23激光冲击应力波传播特27

24铝合金激光冲击强化34

25奥氏体不锈钢激光冲击强化49

26典型案例61

【扩展阅读】63

【参考文献】66

第3章激光熔覆技术67

【导读】激光熔覆技术起源67

31技术概述68

32工艺方法研究71

33微观结构及能79

34冶金缺陷86

35典型案例88

【扩展阅读】90

【参考文献】91

第4章超高速激光熔覆技术93

【导读】超高速激光熔覆技术起源93

41技术概述93

42工艺方法研究96

43工艺参数研究100

44表面形貌特征103

45单层熔覆层微观结构110

46能115

47典型案例116

【扩展阅读】117

【参考文献】118

第5章激光焊接技术119

【导读】激光焊接技术起源119

51技术概述119

52激光焊接系统121

53工艺方法研究123

54金属材料的激光焊接130

55典型案例142

【扩展阅读】145

【参考文献】146

第6章激光造技术148

【导读】激光造技术起源148

61技术概述148

62激光熔覆超声造149

63激光熔覆电磁场造153

64激光熔覆冲击造161

65典型案例172

【扩展阅读】174

【参考文献】176

第7章激光微细复合加工技术177

【导读】激光微细复合加工技术起源177

71技术概述178

72激光与电化学的微细复合加工181

73激光与水射流的微细复合加工199

【扩展阅读】205

【参考文献】205

本书为江苏省高等学校教材，以培养学生激光先进制造技术应用能力为导向，注重激光技术理论与应用，具有较高的学术参考价值和工程应用价值。本书共7章，主要介绍了激光起源及激光先进制造技术，以及详细阐述了激光冲击强化技术、激光熔覆技术、超高速激光熔覆技术、激光焊接技术、激光造技术和激光微细复合加工技术等激光先进制造技术的基本原理、基本工艺和应用实例。本书的特点在于通过整合课内外资源，在每一章中增加了相关技术起源的介绍和扩展阅读，以有利于读者了解激光先进制造技术的历史和发展趋势，而且有助于读者在有限的课程载体以外拓宽知识面，更好地认识激光先进制造技术在工业生产和日常生活中所起的作用。

1.2激光先进制造技术 1.2.1分类 随着激光技术的发展，以“光能源”和“光工具”作为新加工手段的激光先进制造技术，在材料加工中扮演了更为重要的角色，代表了先进加工制造业的发展方向，加工技术进入激光先进制造的时代，极大地提升了传统加工制造业的技术水平，带来了产品设计、制造工艺和生产观念的巨大变革。 激光先进制造技术是继力加工、火焰加工和电加工等技术之后出现的一种崭新的加工技术，它可以完善周到地解决不同材料的加工、成形和精炼等技术问题。从小结构的计算机芯片到超大型飞机和舰船，激光先进制造都将是不可或缺的重要手段。自20世纪70年代率激光器件诞生以来，激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理、激光快速原型制造、金属零件激光直接成形、激光刻槽、激光标记和激光掺杂等十几种应用工艺已相继形成，如图1-15所示。与传统的加工技术相比，激光先进制造具有高能量密度聚焦、易于操作、高柔、率、高质量和节能环保等突出优点，迅速在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、铁路和船舶等工业领域得到广泛应用，几乎涉及国民经济的所有领域，被誉为“制造系统共同的加工手段”。 目前已成熟的激光先进制造技括：激光快速成形技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光切割技术、激光打标技术、激光清洗技术、激光表面热处理技术，逐一进行简单介绍。 （1)激光快速成形技术激光快速成形技术集成了激光技术、CAD/CAM技术和材料技术的新成果，是一项先进的制造技术，能够实现高能复杂结构致密金属零件的快速、无模具、近终形制造，在航空、航天、汽车等高技术领域具有光明的应用前景。激光快速成形技术能够根据零件的CAD模型，用激光束将光敏聚合材料逐层固化，堆积成样件，不需要模具和刀具即可快速地制造形状复杂的零件。随着对激光快速成形技术研究的深人开展，工程实际已迫切要求发展建立能够描述激光成形过程的理论模型以把握其内在机理。 激光快速成形的核心是激光熔覆，即激光熔化粉末并逐层堆积的过程。在此过程中熔池自由表面是激光能量和粉末质量进入熔池的自由界面，同时也是熔覆层生长的动态边界，所以粉末与熔池交互是激光快速成形过程不可回避的基本问题，而要实现高能复杂结构致密金属零件的整造则必须建立可靠的激光、粉末与熔池交互过程，从而在此基础之上实现激光快速成形过程的模拟。 与传统制造技术相比，激光快速成形技术具有以下特点：①原型的、互换高；②制造工艺与制造原型的几何形状无关；③加工周期短、成本低，一般制造费用降低50%，加工周期缩短70%以上；④高度技术集成，实现设计制造一体化。近期发展的激光快速成形技术主括立体光造型（SLA）技术、选择激光烧结（SLS）技术、激光熔覆成形（LCF）技术、激光近形（LENS）技术、激光薄片叠层制造（LOM）技术、激光诱发热应力成形（LF）技术及三维印刷技术等。 ……