采用同轴送粉激光熔化沉积方法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备出420不锈钢的多层涂层及薄壁样,着重分析了沉积涂层的微观组织、硬度、界面结合情况及抗腐蚀性能。结果表明,激光熔化沉积的420不锈钢为单相α马氏体,沉积材料内部组织致密均匀,沉积材料的硬度在47-51HRC;沉积涂层与基体为完全冶金结合,沿沉积高度方向沉积材料的拉伸强度及界面的结合强度均大于基体材料的强度,界面结合强度达790MPa;与基体材料相比,所沉积420不锈钢的自腐蚀电位低、极化电阻小,抗腐蚀性稍差,该涂层可用于低腐蚀环境下0Cr18Ni10Ti不锈钢表面的强化及420不锈钢零件的修复。

针对铸造镁合金的激光焊接气孔难题,以AZ91D铸造镁合金为主要材料,紧密围绕气孔产生的原因、影响因素及其控制开展研究。探讨了铸造镁合金激光焊接气孔产生的特点和机理;研究了自熔激光焊接气孔产生的原因及影响因素;研究了填充焊丝激光焊接对焊缝气孔的控制及不同对接间隙焊接的质量控制。研究结果表明:铸造镁合金的激光焊接稳定性和气孔率主要受母材微孔率影响。对于母材微孔率在1-3%的铸造镁合金,采用填充焊丝激光焊接技术,焊缝平均气孔率降低到0.31%;对于母材微孔率在6-10%的铸造镁合金,采用填充焊丝激光焊接技术,使焊缝平均气孔率由20%降低到3%,对接间隙0.4mm时可以进行正常的焊接。

针对球墨铸铁与40Cr两种不同基体,采用不同的激光熔覆工艺,对其表面熔覆镍基纳米碳化钨,形成一种高耐磨的复合涂层。通过扫描电镜(SEM)分析了其显微组织,并利用X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)对其组织成分、组织中存在的相进行了分析。结果表明,选择合适的激光处理参数,可在激光熔覆层内形成以WC为主的碳化物强化相,该强化相主要以网络状均匀分布于铁镍合金基体组织中,碳化物强化相尺寸相当一部分在纳米或微纳米量级,形成了一种组织细小并且显微组织软硬相间的熔覆层,明显提高了耐磨性。

介绍了机器人光纤激光焊接汽车白车身系统的组成及原理,通过对机器人的编程、激光焊接白车身的工艺因素等内容的研究,采用正交试验的方法进行了激光焊接白车身多层镀锌钢板的工艺实验。实验结果表明:光纤激光器配合高柔性机器人,可以实现白车身三维空间内的高质量焊接;为了便于锌蒸汽逸出,镀锌板之间应该预留合适的间隙量;采用合适的激光参数、保证焊接头与工件表面的垂直姿态以及焦点位置是影响焊接质量的关键因素。

通过正交实验与综合平衡法结合指标的预估计值对激光陶瓷合金化技术处理低镍铬无限冷硬铸铁轧辊的工艺参数进行了优化。结果表明,最佳的工艺参数如下,激光功率为4800W,扫描速度为3.5m/min,光斑直径为2.4mm。在钢厂的装机实验中平均的过钢量提高了1.2倍以上。

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能指标,研究了宽带激光表面改性功率对摩擦材料微观组织及性能的影响。采用扫描电镜、X射线衍射仪对微观组织进行了表征,采用硬度计、摩擦磨损试验机等仪器对性能进行了测试。结果表明:在扫描速度150mm/min条件下,当激光功率低于1300W时,α-Cu的相对含量没有太大变动,随着激光功率的增加,摩擦材料中α-Cu聚合体边缘溶解加剧,大块聚合态α-Cu细小化,铜基粉末冶金层密度、硬度逐渐增加,耐磨性增强,摩擦系数提高。当激光功率超过1300W后,α-Cu的相对含量开始减少。α-Cu在有液相存在的条件下开始聚合生长变大。铜基粉末冶金层密度、硬度较快降低,磨损开始加剧,摩擦系数变大。

通过实际施焊试验,优选出1.2mm厚不锈钢板对接激光焊的焊接工艺参数,用该参数在ANSYS有限元分析软件中对其焊接温度场进行了模拟。建立高斯表面热源与双椭球体热源叠加的组合热源模型,通过对焊缝截面形状的比较探讨了该组合热源中的两种热源模型的功率分配。选用面热源与体热源功率之比为3∶7时模拟出的焊缝截面形状与实际施焊的结果最为接近,并且显著优于采用单个热源模型加热时的模拟结果。

为提高调质态2Cr13低碳马氏体不锈钢汽轮机叶片的抗气蚀性能,采用连续CO2横流激光器对其表面进行激光合金化处理,考察其显微组织、显微硬度和抗气蚀性能。结果表明,激光合金化处理后,显著地改变了2Cr13不锈钢表面的显微组织结构,表面平均硬度可达到701.2HV0.2(基材表面显微硬度为200～250HV0.2),横向残余应力为211.70MPa,纵向残余应力为334.60MPa。激光合金化后,抗气蚀性能比合金化前提高一倍以上。因此,激光合金化在提高抗气蚀性能和延长叶片使用寿命上具有较好的应用前景。

采用45#钢作为工件电极,钨合金作为工具电极,在不同放电电流、放电脉宽条件下,于空气中进行了单脉冲激光诱导放电实验。从表面形貌照片来看,放电点大致为圆形,坑表面较平坦,随着放电脉宽、放电电流的增大,强化点坑径、坑深随之增大。通过对实验数据的拟合,得到了强化点坑径、坑深随放电电流和放电脉宽变化的经验公式。获得的经验公式拟合效果好,相关系数高,可用来指导加工工艺的优化设计。

采用波长为355nm的高重复频率、纳秒脉冲全固态紫外激光器作为光源,对材料进行精确螺旋状钻孔。激光加工光束偏离小孔中心由偏置双光楔产生,并由高速电机带动旋转,使得小孔边缘的热效应降到最低;小孔的中心位置由高精度二维工作台位移决定,可以应用于列阵孔的激光加工中。

提出了一种光谱适用性较广、大功率输出的新型圆筒形增益区气体激光器的谐振腔设计方案。此腔由两个反射镜和含于两反射镜之间的两透镜组成,这种谐振腔方案更适宜于在5.3μm波长具有很高透过率材料(如CaF2)的CO激光器和在可见光波段具有很高透过率材料(如光学玻璃)的He-Ne激光器。同时,结合实际应用以CO激光器为例,给出了其光腔参数。

小型测量仪及通讯仪器通常采用激光二极管作为其光源,这是因为它具有体积小、效率高、结构简单和价格便宜等优点。但是激光二极管的运行质量,与其驱动电源的性能密切相关,电流的起伏会引起光功率的变化,这就需要高性能电源驱动系统才能获得稳定、准确可调的光功率输出。根据激光二极管的工作原理,设计了以单片机控制为核心采用模糊控制技术以及附加一路参考信号的激光二极管光功率数字可调控制系统。系统利用智能模糊控制技术,可有效实现激光二极管光功率的实时控制和显示,可以获得稳定、准确可调的光功率输出。

阐述了数字图像及机器视觉技术的基本原理,分析工业视觉应用系统的主要构成及各部分的具体功能和作用。通过介绍机器视觉应用的现状,对目前使用机器视觉的各种激光加工设备进行了归类与整理,并指出了机器视觉在激光精细加工领域的发展方向与趋势。

为了提高医用镁合金的表面耐蚀性和生物相容性,采用激光技术在镁合金表面制备羟基磷灰石(HA)涂层。研究主要采用如下两种方法制备HA涂层:激光熔覆法;等离子喷涂+激光重熔法。研究结果表明,由于镁合金和HA的物化差异较大,采用激光熔覆法所制备的涂层为不连续的泪珠状,成型非常困难,涂层中镁稀释较大,严重影响涂层的耐蚀性和生物相容性;然而采用等离子喷涂+激光重熔处理则较易在镁合金表面制备HA涂层,涂层连续且无剥落,相组成为生物相容性较好的HA和少量的Ca3(PO4)2(TCP),涂层表面存在一些有利于骨长入的裂纹和孔隙。所以,采用等离子喷涂+激光重熔能够在医用镁合金表面制备生物相容性和耐蚀性较好的HA涂层。

激光深熔焊熔池-小孔包含丰富的反映熔深的信息。本文建立了基于视觉的熔池-小孔同轴检测系统,拍摄了不同焊接速度下熔池-小孔的清晰的图像,分析了熔池宽度、小孔直径随焊接速度的变化规律研究发现,小孔直径随焊接速度的增大先增加后减小,熔池宽度随焊接速度的增大而减小。

共焦显微镜因其高分辨率和能三维立体成像的优点被广泛应用在生物、医疗、半导体等方面。文章首先分析了影响共焦显微镜分辨率的因素,主要有光源、探测器孔径和杂散光等;并结合这些因素介绍了双光子共焦显微镜、彩色共焦显微镜、荧光共焦显微镜、光纤共焦显微镜;然后从提高系统成像速度的方面介绍了波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜;最后分析了共焦显微镜的发展趋势。

采用漫反射红外光谱方法研究了19件出土古玉残片的成分。结果表明,这些古玉可分为透闪石玉和蛇纹石玉两类,这与X射线荧光光谱和X射线衍射图谱分析结果相符,说明漫反射红外光谱法是一种快速、准确、有效的无损检测方法,特别适用于古玉材质的检测。

比较U-100双频激光碎石术与气压弹道碎石术治疗输尿管结石的疗效和实用性。方法:采用U-100双频激光碎石术治疗输尿管结石498例,气压弹道碎石术342例。比较两组手术时间、单次手术碎石率、结石排净时间、手术并发症的差异。结果:U-100双频激光碎石术手术时间为29.8±5.4 min,少于气压弹道碎石术44.3±9.5min,P<0.05;U-100双频激光碎石术(U-100组)单次手术输尿管结石碎石率为93.2％(464／498),高于气压弹道碎石术(PL组)的79.8％(273／342),P<0.05;U-100组的结石排净时间为18.5±4.4d,短于PL组的31.2±5.8d,P<0.05;U-100组并发症相对较少,无一例发生输尿管穿孔;而PL组9例发生输尿管穿孔。结论:U-100双频激光碎石术的疗效和实用性明显优于气压弹道碎石术。

局部外敷ALA和静脉注射小剂量HPD联合用药后进行激光光敏诊断和光动力学治疗,探讨这种联合用药光动力学疗法治疗皮肤恶性肿瘤的疗效。并与常规HPD-PDT及激光气化肿瘤合并ALA-PDT治疗作临床疗效对比。方法:30例患者,45处皮肤损害。采用ALA-PDT与小剂量HPD-PDT联合的方案进行治疗。光敏药物剂量:8%ALA 霜剂外敷,1.5mg/kg HPD静脉用药,波长630nm半导体激光照射(功率密度250mW/cm2,照射时间20分钟/光斑)。同时在PDT治疗过程中,及以后的随访中均以激光光敏诊断技术指导治疗及判断避光时间。并与常规HPD(5mg/kg)-PDT治疗皮肤恶性肿瘤43例及三周前激光气化肿瘤加20%ALA霜剂外敷光动力学治疗29例作疗效比较。结果:ALA联合小剂量HPD激光光动力学治疗组,除一例鳞癌II级患者及一例恶性黑色素瘤患者出现复发外,其余患者对联合治疗的效果均佳,随访6～24月,均获得了痊愈,近期痊愈率93.33%,显效率6.67%,皮肤避光时间减少到10～14天。HPD-PDT治疗皮肤恶性肿瘤组43例,40例达近期痊愈,近期痊愈率91.43%,3例显效,显效率8.57%(显效3例,2例为色素型基底细胞癌,1例为直肠癌肛周复发)。激光气化肿瘤加ALA-PDT治疗组29例,26例一次治疗痊愈,近期痊愈率89.66%,3例显效,显效率10.34%(显效3例,2例鳞癌II级经二次治疗痊愈,1例汗管癌7周复发改用手术治疗)。结论:1.ALA联合小剂量HPD的光动力学疗法对于诊断和治疗皮肤恶性肿瘤有较佳的疗效。两种光敏剂的联合使用,使皮肤避光时间由原来常规剂量HPD-PDT所必需的4~5周缩短到2周左右,并改善了ALA-PDT作用深度浅(2mm)的弊端。2.光敏诊断是一种简便、快捷、灵敏、非创伤性的肿瘤诊断方法,对于提高肿瘤的早期诊断率有很大意义,又能作为判断避光时间的辅助手段。3.光动力学治疗是一种对肿瘤组织杀伤具有高度选择性的微创技术,病人对整个治疗过程的耐受性好,更适合于年老体弱或对皮肤美观有特殊需求的患者。

探讨强脉冲光结合激光治疗面部毛细血管扩张的疗效。方法:自2008年9月至2009年9月,采用540nm强脉冲光及1064nm LP Nd:YAG激光对50例面部毛细血管扩张患者进行治疗。根据患者面部的皮肤类型及毛细血管扩张程度,选择适当的治疗参数,其中540nm强脉冲光能量密度13~16J/cm2;1064nm LP Nd:YAG激光能量60~100mJ,治疗1~6次,平均1.84次,每次治疗间隔1个月。结果:治疗后随访3~6个月,治愈率68.00%,总有效率100%。无不良反应发生。结论:采用540nm强脉冲光结合1064nm LP Nd:YAG激光复合治疗面部毛细血管扩张症其疗效确切,效果满意。