高強鋁合金的激光加工

內(nèi)容概要

　　激光加工是一門新興學(xué)科，國際已走上工業(yè)化，而且發(fā)展日新月異。國內(nèi)激光加工技術(shù)水平，較之發(fā)達國家還有很大差距。原因是對激光應(yīng)用于加工的功能認識較晚，也缺乏理論與精細的實踐指導(dǎo)。因此，編寫一本全面論述激光加工技術(shù)的基本理論裝備體系、工藝及應(yīng)用的專著在我國實屬必要?！　”緯闹饕髡咦箬F釧教授多年在國外從事激光加工的實踐研究，特別在鋁鈦合金激光焊接研究方面，成果卓著，大部分已見諸于工程應(yīng)用，特別對飛機制造業(yè)有重要的革新性影響。她以近年來在北京工業(yè)大學(xué)進行激光加工教學(xué)科研為基礎(chǔ)，與年輕的同事學(xué)者們合作編著本書，廣泛采用切身體驗的實踐成果，屬第一手資料。因此，本書內(nèi)容具有理論性、系統(tǒng)性、關(guān)鍵性、務(wù)實性及先進性，自有權(quán)威性的見解?！　”緯⒅丶す馀c物質(zhì)對象的相互作用的特點而外，特別著重激光加工做為系統(tǒng)工程的闡述，而后者正是先進設(shè)備要害所在。　　此書作者編寫歷時3年時間，期間不斷補充了有關(guān)新的進展的內(nèi)容，保持了專著內(nèi)容的及時性?！　”緯且徊繉Ｖ瑢τ趶氖录す夤こ烫貏e是激光加工的科技工作者會有很好的參考價值。本書內(nèi)容充實、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹、文筆流暢，我愿熱忱向讀者推薦。

作者簡介

　　左鐵釧，教授、博士生導(dǎo)師。中國人民政治協(xié)商會議第十屆全國委員會委員。國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心主任。中德激光技術(shù)中心主任，全國光輻射安全和激光設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會副主任，中國光學(xué)學(xué)會第六屆理事會理事，北京市電子學(xué)會第八屆理事會理事?！　?941年2月出生，1958年考入清華大學(xué)機械系焊接專業(yè)，1964年畢業(yè)。后分配至北京工業(yè)大學(xué)材料系從事焊接原理和金屬冶金方面的教學(xué)和科研工作。1986—1992年在德國不來梅應(yīng)用射線技術(shù)研究所（BIAS）從事科研工作，負責(zé)完成了13項歐共體、德國科技部和德國工程師協(xié)會項目的科研任務(wù)。萁中。鋁合金激光焊接成果處于該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先水平。　　1992年回國后。左鐵釧教授先后創(chuàng)建了“國家產(chǎn)學(xué)研激光技術(shù)中心”、“北京工業(yè)大學(xué)激光工程研究院”以及“中德激光技術(shù)中心”。主要的科研方向是激光現(xiàn)代制造技術(shù)、激光微技術(shù)以及能量光電子技術(shù)，并以鮮明的研究特色進入國家重點學(xué)科。左鐵釧教授在特種材料（如鋁、鈦、鉭等）和特種結(jié)構(gòu)的激光可加工性研究，激光與金屬的固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)、等離子態(tài)相互作用機理的研究，光致等離子體行為與控制研究，激光光束質(zhì)量、光束傳輸和聚焦理論的研究，激光制造專家系統(tǒng)和外圍系統(tǒng)的研究以及激光微技術(shù)的研究等方面獨具特色，具有很深的學(xué)術(shù)造詣?！　∽鳛閷W(xué)科帶頭人，她帶領(lǐng)研究團隊承擔(dān)并完成了多項國際、國家重點科研項目和重大工程項目，先后主持了國家自然科學(xué)基金重點項目、國防科技預(yù)研重點項目、973計劃項目等40余項重要課題，獲得多個科技獎項，出版專著3部，獲得專利十余項，發(fā)表論文200余篇。

書籍目錄

第一章　概論參考文獻第二章　激光材料加工理論基礎(chǔ)2.1　引言2.2　材料對激光吸收的一般規(guī)律2.2.1　吸收系數(shù)與穿透深度2.2.2　激光垂直入射時的反射率和吸收率2.2.3　吸收率與激光束的偏振和入射角的依賴關(guān)系2.3　金屬對激光的吸收2.3.1　理論模型2.3.2　實際金屬表面對激光的吸收2.3.3　金屬吸收率隨溫度的變化2.3.4　反常吸收效應(yīng)2.4　金屬的激光加熱2.5　激光輻射下金屬的蒸發(fā)及小孔效應(yīng)2.6　激光誘導(dǎo)等離子體2.6.1　激光誘導(dǎo)氣體擊穿2.6.2　激光支持的吸收波2.6.3　激光與等離子體的相互作用參考文獻第三章　高強鋁合金的激光焊接性3.1　引言3.2　鋁合金CO2激光深熔焊的閾值及其影響因素3.2.1　材料成分的影響3.2.2　材料表面狀態(tài)的影響3.2.3　氣體的影響3.2.4　光致等離子體屏蔽3.3　焊縫氣孔3.3.1　鋁合金激光焊接氣孔的形成特點3.3.2　防止和減少焊縫氣孔的途徑3.4　焊接熱裂紋3.4.1　焊接熱裂紋的產(chǎn)生機理3.4.2　鋁合金激光焊接熱裂紋的特點及類型3.4.3　防止焊接熱裂紋的途徑3.5　焊縫成型3.5.1　背面成型3.5.2　咬邊3.6　接頭強度3.6.1　鋁合金的強化方式3.6.2　焊接接頭的等強性3.7　焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力變形參考文獻第四章　采用填充焊絲的高強鋁合金激光焊接4.1　采用填充材料的必要性4.2　采用填充材料的激光焊接方法4.2.1　采用填充焊絲的激光焊接4.2.2　預(yù)置填充材料的激光焊接4.3　填充焊絲加熱過程的數(shù)學(xué)物理模型4.3.1　模型的邊界條件4.3.2　熔化能量的確定4.3.3　最小送絲速度的模擬4.3.4　最大送絲速度的模擬4.3.5　模擬計算結(jié)果4.3.6　模擬結(jié)果的檢驗……第五章　鋁合金的填充粉末激光焊接第六章　鋁合金的激光壓力焊第七章　鋁合金的激光表面強化第八章　高強鋁合金加工用激光器第九章　大功率激光束傳輸與聚焦第十章　激光加工過程及加工質(zhì)量監(jiān)測參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章　概論　　在運輸制造業(yè)中，為了減輕運載工具的自重，提高運輸能力，越來越多地采用輕金屬材料。高強鋁合金作為一種重要的輕金屬材料，以其優(yōu)良的物理、化學(xué)和機械性能，不僅在航空航天工業(yè)中被廣泛使用，而且也是現(xiàn)代高速列車、輕型汽車和轎車等的替代材料，如德國大眾汽車公司推出的奧迪A8轎車就是全部采用鋁合金制造?！　≡陲w機、汽車和機車車輛等運輸工具的制造中，高強鋁合金主要是作為薄壁結(jié)構(gòu)使用的。長期以來，這些行業(yè)中鋁合金板材結(jié)構(gòu)的連接直到目前仍然使用落后的加工工藝——鉚接。究其原因，主要是傳統(tǒng)的熔焊方法（如火焰、電弧、等離子體弧等）熱源是發(fā)散的，能量密度較低，而鋁合金的導(dǎo)熱性又極強，因此焊接速度低，熱輸入量大，造成焊接接頭性能差，而鋁合金高的熱膨脹性又使得焊接結(jié)構(gòu)的變形量大。　　與傳統(tǒng)焊接熱源不同，激光具有優(yōu)良的傳輸和聚焦特性，經(jīng)過聚焦鏡組后可以將全部能量集中于一點。因此，激光焊接可以使用最少的能量作用于最小的區(qū)域。由于能量高度集中，因此作用時間也大大縮短，即加工速度大大提高，從而得到極其細小的焊縫組織，并且近縫區(qū)的熱影響也最小。同時保證了焊接接頭具有很好的性能，焊接結(jié)構(gòu)的變形也最小?！　D1．1所示為AlMgSil鋁合金的MIG焊接（熔化極惰性氣體保護焊）和激光焊接接頭對比。可見，激光焊接的焊縫窄而深，焊縫的深寬比較MIG焊接要大得多。

圖書封面

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