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第1章 激光器系统 1

1.1激光的基本物理原理 1

1.1.1激光基础 1

1.1.2光束传输比、光束传播及聚焦 4

1.2 CO2激光器 8

1.2.1 CO2激光器的工作原理 8

1.2.2 CO2激光器的结构 9

1.3固体激光器 13

1.3.1棒状固体激光器 13

1.3.2片式激光器 17

1.3.3光纤激光器 18

1.3.4高功率的光纤激光器及其包层泵浦技术 18

1.3.5固体激光器的频率变换 19

参考文献 20

第2章 振镜式激光扫描技术及系统 21

2.1概述 21

2.1.1振镜式激光扫描技术简介 21

2.1.2国内外研究现状 22

2.2振镜式激光扫描系统的设计与优化 23

2.2.1振镜式激光扫描系统的基本原理 23

2.2.2振镜式激光扫描系统的激光特性 24

2.2.3振镜式激光扫描系统的激光扩束 25

2.2.4振镜式激光扫描系统的激光聚焦 26

2.3振镜式激光扫描系统的数学模型 27

2.3.1振镜式激光物镜前扫描方式的数学模型 27

2.3.2振镜式激光物镜后扫描方式的数学模型 28

2.4振镜式激光扫描系统的设计与误差校正 29

2.4.1振镜式激光扫描系统的构成 29

2.4.2振镜式激光扫描系统的扫描控制 33

2.4.3振镜式激光扫描系统的误差分析 35

2.4.4振镜式激光扫描系统的扫描图形误差校正 36

参考文献 40

第3章 激光快速成形技术及系统 42

3.1概述 42

3.1.1快速成形技术的基本概念 42

3.1.2快速成形技术产生的背景 42

3.1.3快速成形技术的发展 43

3.1.4快速成形技术的特点 43

3.2分层实体制造（LOM） 46

3.2.1 LOM原理 46

3.2.2 LOM材料 46

3.2.3 LOM应用实例 47

3.3立体光造型（SLA） 49

3.3.1 SLA原理 49

3.3.2 SLA材料 51

3.3.3 SLA应用实例 52

3.4选择性激光烧结（SLS） 53

3.4.1 SLS原理 53

3.4.2 SLS材料 55

3.4.3 SLS应用实例 56

3.5选择性激光熔化（SLM） 65

3.5.1 SLM原理 65

3.5.2 SLM材料 66

3.5.3 SLM应用实例 68

3.6激光快速成形技术的发展趋势 70

3.6.1成形模型向制造制件转变 70

3.6.2个性化向极端化拓展 71

3.6.3传统学科向新型学科交叉融合方向发展 72

参考文献 73

第4章 激光焊技术 76

4.1激光焊机理 76

4.1.1激光热导焊 76

4.1.2激光深熔焊 78

4.2激光焊的工艺特性 82

4.2.1功率和速度 82

4.2.2光束直径和模式 82

4.2.3偏振 82

4.2.4波长 83

4.2.5焦点位置 83

4.2.6接头几何形式 85

4.2.7气体保护和气体压力 85

4.2.8光致等离子体的控制 87

4.2.9材料性质的影响 90

4.3激光焊新方法 91

4.3.1激光复合焊 91

4.3.2复合焊技术的应用 101

4.3.3双束激光焊 106

4.3.4激光填充材料焊接 108

4.4激光焊过程监测与质量控制 112

4.4.1激光焊过程监测 113

4.4.2激光焊过程控制 115

4.4.3激光焊过程监测与质量控制的发展趋势 116

参考文献 118

第5章 激光焊接金刚石工具 119

5.1激光焊接金刚石工具常用粉末冶金材料 119

5.2激光焊接金刚石工具的刀头过渡材料及基体材料 126

5.2.1金刚石刀头过渡层 127

5.2.2激光焊接锯片基体 130

5.3激光焊的工艺特点及焊接参数 132

5.3.1光束传输比 133

5.3.2焦点位置 133

5.3.3激光焊接输入能量 135

5.3.4保护气体流量及等离子体的控制 139

5.4焊缝组织及焊接缺陷分析 140

5.4.1微观组织分析 140

5.4.2显微硬度分析 143

5.4.3激光焊缺陷分析 144

5.5焊缝强度检测 149

5.5.1金刚石锯片切割过程中受力分析 149

5.5.2焊缝强度标准及强度检测 150

5.5.3专用金刚石焊缝强度检测仪——扭力扳手 152

参考文献 156

第6章 激光弯曲成形技术 158

6.1激光弯曲成形机理 159

6.1.1温度梯度机理 159

6.1.2翘曲机理 159

6.1.3镦粗机理 161

6.2激光弯曲数学模型 161

6.2.1解析模型 161

6.2.2数值模型 171

6.3激光弯曲的工艺特性 174

6.3.1激光诱发热应力成形的温度循环和弯曲过程的关系 174

6.3.2影响激光成形的主要因素 176

6.3.3激光弯曲对材料组织性能的影响 181

6.4激光弯曲的自动控制系统 188

6.5激光弯曲的应用 189

6.5.1一次成形 189

6.5.2二次成形 191

参考文献 194

第7章 激光制备纳米颗粒 196

7.1激光固相蒸发法 197

7.1.1基本原理 197

7.1.2工艺参数 199

7.1.3脉冲激光蒸发法 203

7.2激光液相蒸发法 205

7.2.1基本原理 206

7.2.2工艺参数 207

7.2.3脉冲激光液相蒸发法制备纳米颗粒及其溶胶 212

7.3激光-感应复合加热蒸发法 213

7.3.1基本原理 214

7.3.2工艺参数的影响 215

7.3.3激光-感应复合加热蒸发法制备纳米Al粉工艺 220

参考文献 223

第8章 激光表面工程及其工业应用 225

8.1工业激光器及配套装备介绍 225

8.1.1激光的特性 225

8.1.2典型激光器的工作原理 226

8.1.3典型的激光表面工程系统 230

8.2激光硬化 235

8.2.1激光硬化的原理和技术特点 235

8.2.2激光与材料交互作用的物理过程 237

8.2.3激光淬火工艺方法 238

8.2.4激光淬火中的材料组织变化 242

8.2.5激光淬火应用实例 243

8.3激光表面合金化 249

8.3.1激光表面合金化的原理和技术特点 249

8.3.2激光表面合金化材料体系及工艺控制 250

8.3.3合金化层组织结构及性能 252

8.3.4激光表面合金化应用实例 253

8.4激光熔覆 256

8.4.1激光熔覆的原理及技术特点 256

8.4.2激光熔覆材料体系及工艺控制 257

8.4.3激光熔覆层的组织结构 262

8.4.4激光熔覆应用实例 263

参考文献 265