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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