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第1章 激光制造技术基础1

1.1激光产生的物理基础1

1.1.1激光产生所涉及的物理概念1

1.1.2激光产生过程7

1.1.3激光的特点7

1.2激光模式8

1.2.1纵模9

1.2.2横模9

1.3激光器10

1.3.1激光器的基本结构10

1.3.2激光器的分类12

参考文献22

第2章 激光制造技术概述23

2.1激光制造技术分类23

2.2激光制造技术新领域——激光成形28

2.3激光制造技术特点29

参考文献29

第3章 激光熔覆31

3.1激光熔覆概述31

3.1.1激光熔覆概念及特点31

3.1.2激光熔覆材料与方法32

3.2激光熔覆层几何形状特征33

3.3激光熔覆层形状和质量的影响因素33

3.3.1激光工艺参数对单道单层激光熔覆宏观质量的影响33

3.3.2激光工艺参数对多道单层激光熔覆宏观质量的影响36

3.3.3激光工艺参数对单道多层激光熔覆宏观质量的影响37

3.3.4激光工艺参数对多道多层激光熔覆宏观质量的影响38

3.4激光熔覆层微观结构38

3.5激光熔覆层性能41

3.5.1激光熔覆层硬度和耐磨性能41

3.5.2激光熔覆层耐蚀性能43

3.6激光熔覆层缺陷44

3.6.1激光熔覆层裂纹44

3.6.2激光熔覆层气孔46

3.7激光熔覆技术研发的重点47

参考文献48

第4章 激光表面合金化49

4.1激光表面合金化概述49

4.1.1激光表面合金化及特点49

4.1.2激光表面合金化选材原则50

4.1.3激光表面合金化送粉方式50

4.1.4激光表面合金化质量控制53

4.2激光表面合金化工艺参数的影响54

4.2.1激光功率对合金化层形貌的影响54

4.2.2扫描速度对合金化层组织形貌的影响55

4.3激光表面合金化层微观组织结构56

4.3.1合金化层组织56

4.3.2合金化层结构缺陷58

参考文献58

第5章 激光表面熔化（一）：激光非晶化60

5.1非晶合金60

5.2激光非晶化概述61

5.2.1激光非晶化及特点61

5.2.2激光非晶化的形成条件61

5.3影响激光非晶化临界冷却速度的因素64

5.3.1激光功率密度65

5.3.2激光扫描速度65

5.3.3光束处理方式66

5.4激光非晶化今后的研究方向66

参考文献66

第6章 激光表面熔化（二）：激光熔凝68

6.1激光熔凝概述68

6.1.1激光熔凝概念与特点68

6.1.2激光熔凝层形状特征69

6.1.3激光熔凝材料表面的吸光涂料70

6.2激光熔凝层温度场模拟71

6.2.1激光在材料表面的热作用72

6.2.2激光加热冷却过程分析72

6.3影响激光熔凝层质量的因素81

6.3.1气体保护对熔凝层表面质量的影响81

6.3.2激光入射角度对熔凝层截面质量的影响88

6.4激光熔凝层微观结构90

6.4.1激光熔凝表面宏观组织和成分分析90

6.4.2激光熔凝表面微观组织扫描电镜分析94

6.4.3激光熔凝表面微观组织透射电镜分析96

6.4.4激光熔凝层截面显微组织分析98

6.5激光熔凝层性能99

6.5.1表面层显微硬度100

6.5.2表面摩擦磨损性能103

6.5.3表面耐腐蚀性能108

6.6激光熔凝层缺陷118

6.6.1裂纹118

6.6.2气孔119

6.6.3夹杂物119

参考文献120

第7章 激光冲击强化技术122

7.1激光冲击概述122

7.1.1激光冲击基本原理及过程122

7.1.2激光冲击强化工艺特点123

7.1.3国内外研究状况124

7.2激光冲击处理工艺方法研究126

7.2.1激光设备与外部光路选择126

7.2.2激光冲击处理光束参数选择130

7.2.3约束层选择研究132

7.2.4吸收层选择研究134

7.3激光冲击作用下材料内部应力波传播特性137

7.3.1激光诱导等离子体冲击波产生机理138

7.3.2激光冲击作用下应力波传播特性140

7.3.3材料在激光脉冲辐照下的力学响应及其应变速率效应143

7.4激光冲击层微观结构144

7.4.1激光冲击AZ31B镁合金表面形貌145

7.4.2激光冲击AZ91镁合金表面形貌150

7.5激光冲击层性能154

7.5.1硬度154

7.5.2耐腐蚀性能155

7.5.3残余应力158

参考文献159

第8章 激光焊接160

8.1激光焊接概述160

8.1.1激光焊接含义160

8.1.2激光焊接特点161

8.2激光焊接系统161

8.2.1激光器161

8.2.2光束传输与聚焦系统164

8.2.3运动系统165

8.3激光焊接工艺技术167

8.3.1激光深熔焊接167

8.3.2采用填充焊丝的激光焊接170

8.3.3采用填充粉末的激光焊接172

8.3.4激光钎焊174

8.3.5激光-电弧复合焊接174

8.4金属材料的激光焊接177

8.4.1金属材料的激光焊接性177

8.4.2钢的激光焊接179

8.4.3铝合金的激光焊接181

8.4.4钛合金的激光焊接184

8.4.5镁合金的激光焊接187

8.4.6异种材料的激光焊接188

8.5激光焊接的工业应用193

参考文献196

第9章 激光切割197

9.1激光切割技术概述197

9.1.1激光切割原理及切割过程197

9.1.2激光切割分类202

9.1.3激光切割技术的特点203

9.1.4影响激光切割质量的因素205

9.1.5激光切割质量的评定指标208

9.2激光切割实验研究213

9.2.1激光切割Q235钢板213

9.2.2激光切割铝合金217

9.2.3激光切割碳化硼陶瓷218

9.3激光切割技术研究的主要问题220

参考文献221

第10章 激光微细加工222

10.1激光微细加工概述222

10.2激光微细加工技术的特点223

10.3金属材料的激光微细加工224

10.3.1激光器的选择224

10.3.2“单脉冲同点间隔多次”激光微细加工新工艺229

10.3.3激光微细加工过程的温度场模拟计算233

10.3.4激光微细加工的实验研究241

10.4展望249

参考文献250

第11章 激光冲击成形技术251

11.1激光冲击成形技术概述251

11.1.1激光冲击成形基本原理252

11.1.2激光冲击成形技术特点253

11.2激光冲击成形冲击波的形成机理254

11.2.1激光冲击波加载特征254

11.2.2激光冲击波施加于板料的冲量255

11.3金属薄板激光冲击半模成形256

11.3.1研究对象和实验内容256

11.3.2激光冲击半模成形薄板运动方程259

11.3.3激光冲击半模成形精度影响因素260

11.3.4激光冲击半模成形实验分析261

11.3.5激光冲击半模成形数值模拟267

11.3.6激光冲击半模成形研究意义274

参考文献275