激光冲击强化技术中自由约束层理论厚度的研究

针对激光冲击强化应用技术中的自由约束层厚度的问题 ,分析了涂层气化、爆炸形成的向金属层内部和自由约束层内部传播的高强度压力、自由约束层与涂层之间的粘着力和约束层本身性能之间的关系。推导了自由约束层的最佳理论厚度———既能获得最佳冲击强化效果 ,又可达到一次高效安全地清除自由约束层的目的     

TC4钛合金激光搭接冲击强化的实验和数值模拟

为了研究激光搭接冲击时残余应力场的特征以及激光冲击参量对搭接区残余应力场的影响,采用高功率钕玻璃激光系统对TC4板进行了激光搭接冲击实验,同时利用有限元软件ANSYS对激光搭接冲击过程进行了模拟,残余应力场的数值模拟结果与实验结果取得较好的一致。结果表明,在不考虑各冲击参量之间交互作用的前提下,搭接区表面残余压应力值和残余压应力场深度随搭接率增加而增加,但达到一定阈值后,残压应力场深度会下降;搭接区表面残余压应力值和残余应力场深度会随着功率密度的上升而增加;在脉宽小于一定阈值条件下,搭接区表面残余压应力随脉宽增加而增加,超过阀值之后,表面残余压应力减小,但残余压应力层深度一直是随着脉宽的增加而增加。     

均匀与混合蛾眼结构减反射性能的模拟

采用时域有限差分法,对均匀蛾眼结构(UMS)和双混合蛾眼结构(BHMS)进行仿真,分析底面直径和高度对反射率的影响规律,比较了UMS与BHMS的减反射性能。基于反射率曲线和电场强度分布,分析了BHMS优异的减反射性能。结果表明:在300～1200 nm波段,UMS的反射率随着高度的增大而减小,随着底面直径的增大而先减小后增大;当底部直径为250 nm时,由不同高度的UMS组成的BHMS的平均反射率大于相应UMS的最小平均反射率;由不同底面直径UMS组成的BHMS的减反射性能可以进一步提升。     

激光切割碳纤维复合材料的实验研究

为了获得激光切割参量对碳纤维复合材料的影响规律,利用额定功率为500W的毫秒脉冲Nd:YAG激光器,分别进行了在空气中和水下切割碳纤维复合材料(CFRP)的实验研究。采用单因素实验法,考察了脉冲能量、频率、切割速度与气体压力等激光参量对切割质量的影响,获得了激光参量对切割CFRP材料切口的切缝宽度、正面纤维拔出长度、背面纤维拔出长度与锥角的影响规律,并对激光切割机理进行了分析研究。结果表明,水下切割能有效地减小激光切割产生的热影响区。这为继续开展激光水下切割CFRP的研究提供了参考。     

Microstructure and properties of plastic deformed martensite induced by laser shock processing

Firstly, 45# steel was quenched by the NEL-2500A rapidly axial flow CO2 laser. The experimental parameters were the laser power of 750 W, the laser beam diameter of 4 mm, the scanning velocity of 7 mm/s. The thickness of coating layer was 0.1 mm and the width was 8 mm. Secondly, the martensite induced by laser quench was shocked by Nd:YAG laser. The parameters of laser shock processing were the wavelength of 1.06 μm, the pulse duration of 23 ns, and the output energy of 16-20 J. The laser was focused on a spot of φ7 mm. K9 optical glass was used as confinement. The sample was coated with black paint 86-1 (the thickness is about 0.025 mm). By testing and analysis of samples which were treated by laser quench and laser quench+shock with transmission electron microscope (TEM), it was discovered that the surface layer of martensite was deformed plastically by laser shock processing. In the secondary hardened zones, there were a lot of slender secondary twin crystal martensites, dislocation tangles, and cel     

激光冲击强化处理40Cr钢的实验研究

利用Nd∶YAG激光器 ,对 4 0Cr钢进行了激光冲击强化处理。激光冲击强化参数 :激光波长 1 0 6 μm ,脉冲时间为 2 3ns,功率为 16～ 2 0J,功率密度为 2 0GW /cm2 左右 ,光斑直径为 7mm。选用K9玻璃为约束层 ,外形尺寸为 19mm× 4mm ;86 1墨漆为吸光涂层 ,厚度为 0 0 2 5mm。利用HVS 10 0 0显微硬度计和X 35 0残余应力测试仪 ,对 4 0Cr钢激光冲击强化区的显微硬度和残余应力进行了测试 ,结果表明 ,4 0Cr钢经激光冲击强化后 ,强化区表面硬度提高了 30 % ,冲击强化区中心最大残余应力达 - 4 5 0MPa。此外 ,利用H 80 0透射电镜对激光冲击强化区的显微组织进行了观察和分析 ,在强化区显微组织内发现了相变马氏体、初生马氏体和高位错密度     

激光焊接A3厚钢板的试验研究

采用5kW高功率横流CO2激光器加工系统对A3低碳厚钢板进行焊接试验,研究了工艺参数对激光深熔焊的焊缝的影响,并进一步进行了优化试验,对试样进行了拉伸试验、金相分析和显微硬度分析。