采用激光技术在钢基体表面熔覆镍铝合金, 借助基体铁的熔入合金化制备 Ni-Al-Fe金属间化合物涂层。实验结果获得了致密、无裂纹并与基体良好冶金结合的涂层, 涂层为茁-NiAl(Fe)相与酌鸳-Ni3Al(Fe)相构成的两相合金, 其中茁-NiAl(Fe)相数量较多, 呈树枝晶形貌, 韧性相对较好的酌鸳-Ni3Al(Fe)相数量较少, 但呈连续网状分布于茁-NiAl(Fe)相周围; 钢基体中的 Fe元素对茁-NiAl(Fe)相和酌鸳-Ni3Al(Fe)相具有较大的熔入合金化作用, 两相中各元素原子百分比 Ni颐Al颐Fe分别为 41颐31颐28和 49颐17颐34, 这种成分与组织结构有利于降低涂层脆性。

采用宽带激光熔覆技术在 AZ91HP镁合金表面制备 Al-Cu合金涂层。研究结果表明, 在不同激光功率下由于基体镁合金对熔覆材料 Al-Cu合金的稀释作用, 所制备的涂层主要由 Mg、Al、Cu三种元素所形成的晶体相组成。当激光功率为 2.5 kW时, 涂层主要由 Mg17Al12、AlMg、AlCu4组成。但随功率的增加, 基体镁元素对涂层的稀释率增大, 涂层中的 Mg金属间化合物比例逐渐增大, 当功率达到 3.5 kW时, 涂层全部由 Mg金属间化合物构成。在其他参数固定情况下, 随激光功率增加, 涂层的硬度、耐磨蚀性有所不同, 其中激光功率为 2.5 kW所制备的涂层具有最佳的硬度和耐磨蚀性。

实验以 TA2钛合金板料作为试样, 研究了激光冲击成形 W形曲面的变形特点,分析了曲面底部产生微小鼓包的原因。为了改进成形面质量, 提出了在板料与模具之间放置弹性垫, 并对使用弹性垫的激光冲击成形 W形曲面进行了数值模拟研究。结果表明, 激光冲击与模具结合可以实现板料的 W形曲面成形, W形面底部基本平整, 但有微小鼓包; 使用弹性垫可以抑制小鼓包的产生, 能显著改善 W形曲面的成形质量,使受冲击区域更加光滑。

在718钢表面进行了超细碳化钨(WC)激光合金化的实验, 利用金相显微镜、维氏硬度计等设备检测了合金化层的组织和性能。通过与氮化试样的比较, 表明激光合金化可以得到晶粒细化, 深度大, 硬度高, 与基体结合牢固的表面强化层。塑料注射成型模具大量使用 718钢作为型芯、型腔等零部件的成型材料。上述成型零部件在磨损、侵蚀和注塑压力的共同作用下, 表面容易发生尺寸、形状的变化而影响成型精度。采用激光合金化强化后, 在 718钢表面形成优良的耐磨层, 大大提高了模具的使用寿命。

微尺度激光冲击处理技术通过将常规激光冲击处理的激光光斑从毫米量级缩小到微米量级, 为提高金属微结构的可靠性提供了一种可能途径。为了分析微尺度激光冲击处理的特点, 探究激光脉冲功率密度、冲击次数等因素对冲击效果的影响, 利用 ABAQUS仿真软件对激光冲击强化铝合金 6061-T6的过程进行了仿真研究, 分析了激光冲击处理的基本原理, 着重讨论了激光冲击处理过程中几种参数对残余应力场的影响, 分析了微尺度激光冲击处理后金属表层残余应力分布的基本特点。结果表明, 单次微尺度激光冲击处理后, 材料表面存在局部的拉应力, 但可以通过多次冲击予以消除。

讨论了激光热抛光时工件表面上的能量密度的控制原理及实时控制方法, 研制了一套激光能量密度实时控制系统。采用连续激光源和 CCD-FPGA图像处理反馈模块, 实时控制在待抛光物体上的光斑面积大小进而实现脉冲激光能量密度的恒定。利用激光抛光系统对 316L不锈钢进行实验, 分析了恒定脉冲激光能量密度的方法和研制的激光抛光系统的特性,研究表明经脉冲激光热抛光后其表面粗糙度大幅度降低, 由 292.3 nm降至 146.6 nm。

以 2 mm厚 6056铝合金为试验材料, 采用激光双侧填丝焊接方法进行铝合金 T型接头焊接工艺试验, 主要研究了光束入射角度、光束入射位置、送丝速度与焊接速度等工艺参数对焊缝成形的影响; 分析了 T型接头焊缝的显微组织特征与拉伸性能。试验结果表明: 光束入射角度过大时, 两侧焊缝重合面积较小且蒙皮热变形较大; 当光束入射位置偏移立筋 0.2～0.3 mm时可以显著改善蒙皮背部的热变形。焊缝中心组织与两侧无明显差别, 均为细小的等轴晶。焊缝熔深是 T型接头拉伸载荷的重要影响因素, 接头起裂于蒙皮焊趾处, 断裂于焊缝与母材金属之间的熔合区。

提出了一种试验设计方法来优化 SUS301L奥氏体不锈钢非穿透型激光搭接焊接工艺参数。在保证焊接接头的力学性能的前提下, 通过对焊接过程中工艺参数的优化来减少焊缝背面变形。为了获得最佳的工艺参数, 试验制定了一套与每个焊缝特征相关的焊接参数的数学模型, 并以熔深的最小化和熔宽的最大化, 以及背面变形和剪切强度作为目标进行了优化。研究采用了部分正交试验法来降低试验误差和减少试验样本数。试验所用激光器为 CO2激光器, 试验优化得到的最佳工艺参数为: 激光功率 P越2.2 kW、焊接速度 v越4.5 m/min、激光入射角兹越45毅、离焦量驻f越+2 mm、保护气体 fg越25 L/min(He: Ar=2:3)。

为了改善超高强度 40 CrNi2Si2MoVA钢的焊接性能, 采用 CO2激光对其进行了焊接处理。利用 OM、显微硬度仪和电子万能试验机等对激光焊接接头的显微组织、硬度、拉伸强度进行了研究。结果表明, 固定输出功率 P, 扫描速度 v从 120～240 mm/min变化时, 随着扫描速度的增加, 焊缝区、热影响区(H.A.Z)宽度变窄, 焊缝区硬度值减小, 而热影响区硬度增大; 固定扫描速度, 激光功率从 1.4～2.0 kW变化时, 随着功率的增加, 焊缝区、热影响区宽度变宽, 焊缝组织变得粗大, 焊缝区硬度值增大, 而 H.A.Z硬度值有所减小; 当激光功率为 1.6 kW、扫描速度 150 mm/min时, 焊接接头组织细小、均匀, 抗拉强度最高值达到 1 653 MPa。

采用高功率 CO2激光焊接 8 mm厚 HG785材料, 研究了其激光焊缝组织特性和机械性能, 探索了高强中厚板的激光焊接适应性。结果表明: 当激光功率 3 500W, 焊接速度 1.5 m/min时进行双面焊接, 获得了无缺陷的良好焊缝。与 CO2气体保护焊接相比, 激光焊接速度快, 变形小, 焊缝宽度窄(最宽处 2 mm),热影响区小(0.4 mm), 焊缝晶粒细小; -20益焊缝冲击韧性 CVN＝50J, 最高硬度为 383 HV, 焊缝各项性能指标满足高强结构钢的焊接要求。

针对目前国内缺乏激光直接标记的加工及质量检验标准的情况, 以金属铝板为试验对象, 研究了影响标记质量的因素以及质量评价方法。提出一种图像处理与正交试验相结合的方法, 分析了有效矢量步长、有效矢量步间延时、Q频和激光电流四个激光工作参数对标记质量的作用效果。以对比度为考察指标, 通过对试验数据进行方差分析以及 F检验, 证明了有效矢量步长为影响标记质量的显著因素, 且有效矢量步长取 0.003 mm, 有效矢量步间延时取 40滋s, Q频取 1 kHz, 激光电流取 12A时在铝板上标记出的图像质量最优。该研究对在不同材料上快速得出标记图像的最优工艺参数组合有一定的指导意义。

渗透泵控释片是制药行业的新剂型, 因恒定的释药速率对疗效的明显提升而受到青睐。释药孔决定控释片的溶出度, 而释药孔的成型方法中激光打孔优势明显。在研制的专用激光打孔设备上进行了释药孔的打孔实验研究, 确定了离焦量、激光电流、激光脉宽等参数所起的不同作用。发现离焦量主要影响孔径; 激光电流(激光功率)主要影响碳化层; 激光脉宽主要影响孔深等。这些现象和规律对提高渗透泵控释片激光打孔的效率和质量具有指导或参考作用, 对发展渗透泵控释片产业非常有意义。

探讨一种基于激光探测技术的汽车主动安全报警系统装置。并通过模拟系统试验来检验此装置的功能, 测试系统的性能。试验结果表明在输入不同的报警距离与制动距离时, 均能实现不同方式的报警, 从而提醒驾驶员注意并采取减速或制动措施, 达到有效预防追尾碰撞事故发生的目的, 提高了汽车的主动安全性能。系统工作稳定, 报警距离值的选取符合法律规定, 且准确率高, 具有一定的实用价值, 以及广阔的推广应用前景。

通过对激光二极管端面抽运板条介质工作特点的分析, 从热传导方程出发, 对端面抽运、传导冷却的板条介质的温度场和热应力进行了理论计算。然后, 基于 LAS-CAD软件的有限元分析 (FEA), 分别对单一板条和复合板条的温度场和热应力分布进行了数值模拟。通过模拟结果可知, 采用复合结构板条介质不仅大幅降低了晶体的温度值, 减小了温度分布不均匀性, 还大大降低了热应力, 从而能有效地减轻了板条介质的热效应。

研究了强直流偏压场下的 800 nm飞秒激光电离空气等离子体产生的太赫兹波。通过改变直流偏置场的方向, 使之垂直或平行于泵浦光偏振方向, 对太赫兹波的偏振特性进行了系统的研究。研究结果表明太赫兹波的产生是有质动力和直流偏置场的共同作用结果, 外直流偏置场能够放大和调制总的太赫兹波。

根据 ISO11554:2006提出的测量和分析方法, 利用 LabVIEW软件开发平台, 进行了激光脉冲波形的自动测试系统的研发, 对该系统的硬件系统、软件系统进行了详细论述。经试验验证, 各项设计要求均符合设计要求。

远程光纤通信系统需要高效、高性能的前向纠错码。采用组合设计构造了 RA码交织器, 得到无 4环、高码率的系统规则 RA码, 将其应用在远程光纤通信系统中, 在三种光纤信道模型下进行了仿真。结果表明, 基于组合设计的 RA码在光纤信道中具有较好的性能, 且在字2信道模型下的性能优于高斯信道。

以灰黄霉素产生菌 GM120-43为出发菌株, 采用半导体激光和 CO2激光进行诱变。结果, 仅在 100 mW低功率条件下, 半导体激光诱变获得正突变菌株 LD100-1, 突变株 LD100-1固体发酵产灰黄霉素的效价为 119 766 u/g, 与出发菌株 GM120-43相比提高了 33.82%, 且遗传性状稳定; 用 CO2激光进行诱变时, 获得突变株 C1448-1, 其固体发酵产灰黄霉素比原始菌株提高22.58%, 但是性状不稳定, 在传代过程中可能发生回复突变, 效价降低于出发菌株。

探讨弱激光对糖尿病大鼠皮肤创伤愈合过程的影响。32只糖尿病大鼠背部皮肤全层创口随机分为 4组,分别为: 功率密度 5、10和 15 mW/cm2的 630 nm半导体激光照射组及空白对照组。弱激光照射能明显加速创面收缩, 减轻炎症反应, 加快成纤维细胞的增殖和胶原蛋白的合成, 促进上皮细胞和毛细血管再生, 促进创伤愈合。其中功率密度 15 mW/cm2的弱激光治疗组疗效最为明显。实验前后各组大鼠血糖水平均无显著差异。弱激光对糖尿病大鼠皮肤创伤愈合确实存在促进作用, 且疗效存在光学参数依赖性。

目的: 探讨 Nd: YAG激光治疗后发障的疗效和方法。方法: 应用 Nd:YAG激光对 131例后发障患者行后囊膜切开术, 术后平均随访时间 2.5月。结果: 激光截囊前后视力明显提高, 差异有显著性(P＜0.01), 无人工晶体损伤等并发症。结论: Nd:YAG激光治疗后发障是安全的、有效的。

采用经整形的矩形光纤激光光斑和配套的宽带送粉装置, 实现了在镀锌钢板表面熔覆 AlSi12合金涂层。通过光学显微镜、扫描电镜和 X射线衍射仪观察熔覆层成形、缺陷以及金属间化合物层组织, 结果表明熔覆层中的主要缺陷是裂纹。在熔覆层与母材界面处的金属间化合物层中发现裂纹, 熔覆中的热输入量与裂纹长度成正比。通过增加激光功率或降低熔覆速度可以有效减小熔覆层中气孔的最大直径并减少气孔数量, 熔覆层界面处组织为 Al-Fe-Si系统金属间化合物。激光功率的降低或熔覆速度的增加, 可以有效降低金属间化合物层最大厚度, 采用适当的熔覆工艺参数控制金属间化合物层厚度, 可以有效避免裂纹的生成。