激光焊接/切割/熔覆技術(shù)

內(nèi)容概要

　　激光加工技術(shù)是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的制造技術(shù)之一，眾多的高新技術(shù)成果與激光技術(shù)有著密切的聯(lián)系。激光束具有可以在大氣中進(jìn)行焊接、切割和熔覆的特點(diǎn)，聚焦后的光斑直徑只有0?1～1mm，熱輸入量小，加工質(zhì)量好。激光加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，符合“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、無污染”的發(fā)展方向，是值得大力推廣的先進(jìn)制造技術(shù)。本書的特點(diǎn)是從實(shí)用性角度對激光焊接、切割、熔覆技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了簡明的闡述，突出科學(xué)性、先進(jìn)性和新穎性等特色，給出一些激光加工技術(shù)（如激光焊接、切割和熔覆等）成功應(yīng)用的實(shí)例，有助于推進(jìn)激光技術(shù)的發(fā)展。

作者簡介

作者博士研究生畢業(yè)于山東大學(xué)材料加工工程專業(yè)（焊接方向），獲博士學(xué)位。作者曾作為技術(shù)人員在原四機(jī)部4191廠技術(shù)部門工作過7年，有從事基層技術(shù)工作的經(jīng)驗(yàn)；研究生畢業(yè)后留校任教（至今已有20多年），一直從事新材料及特種焊接技術(shù)的教學(xué)與科研工作?，F(xiàn)為山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。主持和完成國家級、省（部）級科研課題十多項(xiàng)，獲教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省科技進(jìn)步獎(jiǎng)4項(xiàng)，獲國家發(fā)明專利6項(xiàng)，指導(dǎo)博士生和碩士生十多人。在國內(nèi)外重要刊物上發(fā)表論文150多篇，主要著作有《特殊及難焊材料的焊接》、《焊接冶金學(xué)—材料焊接性》等。

書籍目錄

第1章　概述
1.1激光加工的原理與特點(diǎn)
1.1.1激光加工的工作原理
1.1.2激光加工技術(shù)的特性
1.1.3激光加工工藝
1.2激光加工現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.2.1激光加工的技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.2激光加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
1.2.3存在的問題和市場展望
第2章　激光加工基礎(chǔ)
2.1激光的物理特性
2.1.1激光的特點(diǎn)
2.1.2激光產(chǎn)生的基本原理
2.1.3表征激光光束質(zhì)量的特征參數(shù)
2.1.4激光光束的輸出形狀
2.2激光器及加工系統(tǒng)
2.2.1激光器的基本組成及發(fā)展
2.2.2CO2氣體激光器
2.2.3半導(dǎo)體激光器
2.2.4YAG固體激光器
2.2.5光纖激光器
第3章　激光焊
3.1激光焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用
3.1.1激光焊原理及分類
3.1.2激光焊熔透狀態(tài)及焊縫形成
3.1.3激光焊的特點(diǎn)及應(yīng)用
3.2激光焊設(shè)備及工藝
3.2.1激光焊設(shè)備及技術(shù)參數(shù)
3.2.2脈沖激光焊工藝及參數(shù)
3.2.3連續(xù)激光焊工藝及參數(shù)
3.2.4激光釬焊
3.3激光復(fù)合(增強(qiáng))焊接技術(shù)
3.3.1激光?電弧復(fù)合焊的原理
3.3.2激光?電弧復(fù)合焊接的優(yōu)勢
3.3.3激光與電弧的復(fù)合方式
3.3.4激光?電弧復(fù)合焊參數(shù)對焊縫成形的影響
3.3.5激光?電弧復(fù)合焊接技術(shù)的應(yīng)用
3.4不同材料的激光焊
3.4.1鋼的激光焊
3.4.2有色金屬的激光焊
3.4.3高溫合金的激光焊
3.4.4異種材料的激光焊
3.5激光焊的應(yīng)用示例
3.5.142CrMo鋼傘形齒輪軸的窄間隙激光焊
3.5.2冷軋鋼與高強(qiáng)度鍍鋅鋼車身的CO2激光拼焊
3.5.3鋁/鋼異種金屬的激光?MIG復(fù)合焊接
3.5.4大厚度不銹鋼的激光焊
3.5.5不銹鋼超薄板的脈沖激光焊
3.5.6管線鋼的激光焊
3.5.7汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥脈沖激光焊
3.5.8汽車高強(qiáng)鋼板光纖激光焊
第4章　激光切割
4.1激光切割原理、特點(diǎn)及應(yīng)用
4.1.1激光切割原理及分類
4.1.2激光切割的特點(diǎn)
4.1.3激光切割的應(yīng)用范圍
4.1.4工程材料的激光切割
4.2激光切割設(shè)備
4.2.1激光切割設(shè)備的組成
4.2.2激光切割用的激光器
4.2.3激光切割的割炬
4.2.4數(shù)控激光切割機(jī)和切割機(jī)器人
4.2.5激光切割設(shè)備的技術(shù)參數(shù)
4.3激光切割工藝
4.3.1激光切割的工藝參數(shù)
4.3.2激光切割的操作程序及技術(shù)要點(diǎn)
4.3.3激光切割的質(zhì)量及控制
4.4激光切割技術(shù)的應(yīng)用
4.4.1鋼鐵材料的激光切割工藝
4.4.2有色金屬的激光切割工藝
4.4.3非金屬材料的激光切割工藝
4.4.4汽車橋殼的激光切割
第5章　激光熔覆
5.1激光熔覆原理與特點(diǎn)
5.1.1激光熔覆的原理
5.1.2激光熔覆的分類
5.1.3激光熔覆的特點(diǎn)及應(yīng)用
5.1.4激光熔覆的現(xiàn)狀及存在問題
5.2激光熔覆設(shè)備與材料
5.2.1激光熔覆設(shè)備
5.2.2激光熔覆材料
5.2.3激光熔覆材料的設(shè)計(jì)和選用
5.2.4熔覆材料的添加方式
5.3激光熔覆工藝
5.3.1激光熔覆的工藝特點(diǎn)
5.3.2激光熔覆的工藝參數(shù)
5.3.3激光復(fù)合熔覆技術(shù)
5.4激光熔覆層的組織與性能
5.4.1激光熔覆層的顯微組織特征
5.4.2激光熔覆層的性能
5.4.3激光熔覆層的耐磨性評定
5.4.4激光熔覆層的應(yīng)力狀態(tài)
5.5激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用
5.5.1鋼鐵材料的激光熔覆
5.5.2鎂合金的激光熔覆
5.5.3鈦合金的激光熔覆
第6章　激光質(zhì)量及監(jiān)測
6.1激光器的光束質(zhì)量及聚焦質(zhì)量
6.1.1激光器的光束質(zhì)量
6.1.2光束質(zhì)量對聚焦的影響
6.1.3引起激光束焦點(diǎn)位置波動(dòng)的主要因素
6.2激光與材料的相互作用
6.2.1材料吸收激光的規(guī)律及影響因素
6.2.2激光作用下材料的物態(tài)變化
6.3激光加工過程監(jiān)測
6.3.1激光與材料作用過程的監(jiān)測
6.3.2激光束焦點(diǎn)位置檢測與控制
第7章　激光加工安全與防護(hù)
7.1激光輻射對人體的危害
7.2激光危害的工程控制
7.3激光的安全防護(hù)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   ③航空工業(yè)。 激光焊接技術(shù)的應(yīng)用，在航空制造業(yè)受到世界各發(fā)達(dá)國家的重視。例如，在歐洲，空中客車A330／340機(jī)身壁板結(jié)構(gòu)就是激光焊接整體結(jié)構(gòu)，采用激光焊技術(shù)將機(jī)身蒙皮（6013—T6鋁合金）與筋條（6013—T6511）焊接成整體機(jī)身壁板，取代原有的鉚接密封壁板，可減重15％，并降低成本15％。再如，采用額定功率10kW的C02激光器，焊接鋁合金壁板（6013、厚度2mm）與筋條（6013、厚度4mm）的T形接頭，填加AlSil2焊絲，在焊接速度為10m／min的條件下；實(shí)際焊接功率為4kW，整體焊接壁板的寬度約2m，激光焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果良好。我國科技人員采用激光焊技術(shù)制造的小格蜂窩芯，為提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能提供了技術(shù)保證。 以上幾個(gè)典型實(shí)例展示了激光焊接技術(shù)在飛行器結(jié)構(gòu)制造中有著很廣闊的應(yīng)用前景。在我國，5kW工業(yè)用C02激光焊接裝備在航空工業(yè)中的應(yīng)用已逐步普及，10kW激光器也已進(jìn)入工程化應(yīng)用。 ④造船工業(yè)。 激光器功率的提高和光束品質(zhì)的改善，使激光焊技_術(shù)越來越受到造船工業(yè)的青睞。歐洲造船業(yè)率先將激光焊接用于船舶建造和修理，例如用于大型豪華客輪、高速混裝渡輪和先進(jìn)軍用艦艇等上層建筑結(jié)構(gòu)，發(fā)揮其在焊接質(zhì)量要求高的環(huán)境下的良好適用性。歐盟研發(fā)的適用于造船業(yè)的激光焊接系統(tǒng)，采用光纖傳輸和機(jī)器人操作，使激光焊技術(shù)得以在船艙中各個(gè)工作層面進(jìn)行，使其能勝任船舶建造中的焊接工作，并可節(jié)省6％～8％的船體建造成本。 針對船體結(jié)構(gòu)中兩塊面板中間夾有加強(qiáng)腹板的平板夾心構(gòu)件，激光焊接可以穿過面板熔化下方的腹板，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的連接，這種實(shí)現(xiàn)封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)外連接的獨(dú)特優(yōu)勢是其他焊接方法所不能完成的。德國Meyer船廠已將該項(xiàng)技術(shù)用于豪華客輪的甲板、船艙隔壁、客艙壁板等的焊接。與傳統(tǒng)蜂窩狀加混筋板的焊接結(jié)構(gòu)相比，平板夾心構(gòu)件減重約50％，占據(jù)空間減少50％，減振能力和抗碰撞性大大增強(qiáng)，而且比傳統(tǒng)加r工方法減少現(xiàn)場工時(shí)30％。此外，船體焊接工作量大，焊接構(gòu)件易發(fā)生翹曲和變形，船體建造中約有25％的工作量是對船板進(jìn)行整形。激光焊接可以顯著減小焊接變形，焊接長度12m船板的公差可控制在0.5mm以內(nèi)。德國Meyer船廠采用12kW的CO2激光器和FroniusTSP5000數(shù)字式焊接電源進(jìn)行激光一電弧復(fù)合焊，用于船體平面分段，可允許1mm的接頭裝配間隙，減少了船舶建造的焊前裝配工作量，在造船業(yè)中體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。

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