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oe1(光电查) - 科学论文

26 条数据
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  • 金属激光微加工过程中的热影响区与表面粗糙度分析

    摘要： 当前研究通过有限元模拟与实验探究，聚焦于激光加热AISI H13钢、AISI 1045钢及Ti6Al4V合金工件时所产生的热影响区特征。实验刻意改变试样表面粗糙度，并研究其对激光吸收的影响。试验在1-4W激光功率及2/100 mm/min两种扫描速度下进行。研究建立了移动高斯激光热源的三维瞬态热力耦合有限元模型，用于模拟微加工过程并预测热影响区的深度与宽度。模拟中采用考虑塑性应变、应变率及温度效应的Johnson-Cook材料模型，并结合断裂模型。实验数据与仿真结果高度吻合。热影响区的深度和宽度强烈依赖于激光参数及被辐照样品的材料特性。本研究为激光辅助微加工工艺参数的优化改进奠定了基础，并揭示了三种金属材料粗糙度与吸收率关系的关键规律。

    关键词： 有限元法，热影响区，白光干涉仪，激光加热

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • CO2激光切割参数对高强度钢力学与微观结构特性的影响——综述

    摘要： 由于板材材料在日常生活用品以及飞机、船舶、汽车、建筑结构、军事和航海等高强度应用领域的重要性，其切割工艺被视为关键工序。最新研究表明，许多高强度板材采用CO2激光进行切割，因此了解切割过程如何影响材料性能及哪些参数导致此类变化至关重要。鉴于钢材是制造业中最常用的材料类型，本研究聚焦不同等级钢材经CO2激光切割后的性能变化。通过历时性研究分析，本文展示了各类工艺参数及其影响效果，同时呈现了不同研究者采用的材质、厚度及优化技术方法。

    关键词： 微观结构变化，宏观结构变化，控制参数，热影响区，二氧化碳激光束切割

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 激光辐射与45号建筑钢材相互作用的耗散结构

    摘要： 本文展示了碳钢45与激光辐射相互作用过程中形成的耗散结构结构的定量描述结果，揭示了材料与集中能流非平衡相互作用过程中其运作机制。

    关键词： 热影响区（HAZ）、熔融相区（MPZ）、固相硬化区（SPHZ）、微观组织、回火区（TZ）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 奥氏体不锈钢板CO2激光切割表面切缝质量的建模研究

    摘要： 二氧化碳激光切割是一种广泛应用的切割工艺，其成品质量主要取决于输入参数——激光功率、切割速度和辅助气体压力。本研究以AISI 304不锈钢材料的热影响区作为响应指标，采用响应面法进行分析。该技术能有效建立此工艺过程的不同数学模型，最终开发出最优数学模型。

    关键词： AISI 304，热影响区，二氧化碳激光切割，方差分析，响应面法

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 远程激光切割碳纤维增强聚合物中热致损伤的数值分析

    摘要： 碳纤维增强聚合物的远程激光切割是一种极具前景的加工技术，可有效减小激光切割的主要缺陷——热影响区。本文提出了一种用于模拟远程激光切割碳纤维增强聚合物的两步建模方法，包含针对初始完好材料的损伤模型和针对热损伤材料的模型。静态损伤行为采用Pinho材料模型[1]进行建模，该模型因其基于物理的失效准则而具有显著优势。由热输入引起的初始热损伤通过Pinho模型的损伤参数进行模拟。热影响区的尺寸取自切割刃周围材料经抛光处理的显微截面。作为数值算例，对铣削和激光切割的开孔试样进行了对比拉伸测试模拟。这些试样的优势在于热影响区孔洞周围的缺口效应，该效应能放大两种切割技术之间的差异。

    关键词： 远程激光切割、热影响区、损伤模型、Pinho材料模型、碳纤维增强聚合物

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 水导激光加工碳纤维增强复合材料的表面完整性

    摘要： 碳纤维增强塑料（CFRP）因其优异性能现广泛应用于各行业。尽管传统加工方法（如铣削和磨料水射流）仍是主流技术，但激光切割CFRP凭借无磨损、非接触和灵活加工的优势仍具吸引力。然而，CFRP的各向异性材料特性，以及激光加工过程中热影响区（HAZ）和分层问题，成为其应用的主要障碍。为减少激光造成的热损伤，本文采用水导激光复合加工方法切割CFRP，并对相同材料的常规激光束加工与水导激光加工进行对比研究。通过分析切缝几何形状、热影响区、表面形貌及加工效率的差异发现：水导激光的热影响区小于常规激光加工，但效率显著偏低。若能提升加工效率，水导激光技术将成为CFRP的潜在加工方案。

    关键词： 碳纤维增强复合材料、表面形貌、水导激光、热影响区

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光堆焊的局部热处理

    摘要： 激光熔覆或激光金属沉积是通过激光束将任何可焊接材料沉积到金属基体表面的工艺。虽然熔覆层与基体材料完全冶金结合，但激光熔覆极低的热输入使其稀释率极低，并产生相对较小的热影响区（HAZ）。熔覆修复后通常无需热处理，但某些关键部件可能因HAZ硬度较高而需要处理。传统热处理往往耗时、成本高且可能导致部件变形。本研究针对不同基体材料（21CrMoV5-11、X22CrMoV12-1、34CrNiMo6），探索了激光熔覆后对HAZ进行局部激光热处理作为整体焊后热处理（PWHT）的替代方案。由于激光束聚焦加热，所需热处理保温时间仅为传统工艺的几分之一。研究发现通过控制局部处理的温度和作用时间，可显著降低HAZ硬度：21CrMoV5-11材料在800°C下多数处理可使HAZ硬度降至400HV以下，其中8秒作用时间最优；X22CrMoV12-1材料对PWHT耐受性最高，仅800°C最长作用时间能使HAZ硬度接近400HV；34CrNiMo6材料HAZ硬度降幅最大，700°C最长作用时间获得最低硬度值。

    关键词： 热影响区、硬度、局部热处理、激光、熔覆

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 双相钢(590)光纤激光焊接中光束功率与焊接速度对焊缝熔深、显微组织及硬度的影响

    摘要： 研究了热输入对1.6毫米厚DP 590（商业名称为DP 600级）钢焊接结构的显微组织、显微硬度和力学性能的影响。采用Nd:YAG光纤激光源，在板对接焊构型下以1.5 kW和3.0 kW的束流功率、2 m/min、4 m/min和6 m/min的焊接速度进行试验。除低束流功率与低焊接速度组合外，其余参数组合均实现了完全焊透。由于快速凝固，焊缝区显微组织主要转变为马氏体相。随着热输入降低，热影响区和焊缝区宽度减小。因马氏体形成，焊缝区硬度值从180-200 HV提升至350-380 HV。

    关键词： 双相钢，显微硬度，激光焊接，马氏体，热影响区

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光微坑纹理化——应用、工艺、挑战及最新进展：综述

    摘要： 激光微坑纹理化技术在刀具/工件相互作用、活塞-气缸组件、轴承、人工髋膝关节、冲头-凹模组件等表面接触应用中迅速兴起，用于控制接触界面的摩擦与磨损。本文第一部分综述了微坑纹理在生物植入部件和切削刀具等各类工业应用中的影响；第二部分详细探讨了激光微坑纹理化工艺过程，以及激光波长、能量、脉冲数量、脉宽和焦距等参数对微坑几何形态的影响；第三部分系统梳理了该工艺面临的挑战与局限，如热影响区、拉应力残余、微坑周边隆起等问题；第四部分重点关注了激光冲击喷丸纹理化、水下激光纹理化及后处理技术等最新进展，旨在克服激光表面纹理化工艺的固有缺陷。

    关键词： 摩擦、髋关节与膝关节、磨损、切削工具、激光喷丸纹理化、热影响区、激光凹坑纹理

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 高强度钢激光束加工工艺参数优化研究综述

    摘要： 金属切削是工业的基础，因其高强度特性在建筑、航空、航天、军事、船舶等领域的日常用品中具有重要应用价值。最新研究表明，许多高强度钢材采用激光切割，与其他非传统加工工艺相比效果显著。了解切割过程如何影响材料性能及哪些参数导致此类变化至关重要。本研究展示了不同研究者在不同时期分析得出的各类参数及其影响，并呈现了不同研究者采用的材质、厚度及多种优化技术。

    关键词： 宏观结构变化、二氧化碳、控制参数、激光束切割（LBC）、热影响区（HAZ）、微观

    更新于2025-09-12 10:27:22