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飞秒激光表面织构化对CFRP/2060铝锂合金高速激光连接接头剪切性能的影响
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作者 王栋 徐洁洁 +3 位作者 黄婷 景若木 张景泉 肖荣诗 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期89-94,102,共7页
激光表面织构化作为提高异质结构接头剪切性能的有效手段,已广泛应用于碳纤维增强复合材料(CFRP)与金属材料激光连接领域中。采用波长515 nm的飞秒激光在2060铝锂合金表面制备微结构,采用能量密度分布均匀的矩形光斑实现CFRP和2060铝锂... 激光表面织构化作为提高异质结构接头剪切性能的有效手段,已广泛应用于碳纤维增强复合材料(CFRP)与金属材料激光连接领域中。采用波长515 nm的飞秒激光在2060铝锂合金表面制备微结构,采用能量密度分布均匀的矩形光斑实现CFRP和2060铝锂合金异质接头的高速光纤激光连接,探讨飞秒激光刻蚀深度、扫描线间距对异质结构接头剪切强度的影响规律。结果表明,通过飞秒激光织构化处理,异质接头剪切强度得到了大幅提升,接头破坏形式均为界面断裂和基体断裂的混合断裂模式。在激光功率5 kW、焊接速度高达3.6 m/min条件下,接头平均剪切强度可达35.7 MPa,是未经飞秒激光织构化接头的2.3倍。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料(CFRP) 2060铝锂合金 飞秒激光织构化 激光连接 剪切强度
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Mechanism and elimination of spectrum filtering in a high power mode-locked fibre laser with a free output coupler 被引量:1
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作者 张玉颖 张驰 +4 位作者 胡明列 王思佳 宋有建 柴路 王清月 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第1期355-360,共6页
The filtering mechanism of a free output coupler mode-locked laser based on large-mode-area photonic-crystal fibre is analysed. A filtering-soliton mode-locked laser with 495 fs pulse width and 21 nJ pulse energy is a... The filtering mechanism of a free output coupler mode-locked laser based on large-mode-area photonic-crystal fibre is analysed. A filtering-soliton mode-locked laser with 495 fs pulse width and 21 nJ pulse energy is achieved. Another novel cavity configuration is established to eliminate the filtering effect. Pulses, each 457 fs in width and 16.5 nJ in energy, are obtained in a soliton-like regime. Pulses, each 387 fs in width and 15.8 nJ in energy, are also generated in a stretched pulse regime and could be dechirped to 119 fs externally to the cavity. 展开更多
关键词 光纤激光器 过滤机制 输出耦合 自由 锁定 高功率 波谱 光子晶体光纤
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Confocal photoluminescence characterization of silicon-vacancy color centers in 4H-SiC fabricated by a femtosecond laser
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作者 Jiayu Liu Zongwei Xu +10 位作者 Ying Song Hong Wang Bing Dong Shaobei Li Jia Ren Qiang Li Mathias Rommel Xinhua Gu Bowen Liu Minglie Hu Fengzhou Fang 《Nanotechnology and Precision Engineering》 CAS CSCD 2020年第4期218-228,共11页
Silicon-vacancy(VSi)centers in silicon carbide(SiC)are expected to serve as solid qubits,which can be used in quantum computing and sensing.As a new controllable color center fabrication method,femtosecond(fs)laserwri... Silicon-vacancy(VSi)centers in silicon carbide(SiC)are expected to serve as solid qubits,which can be used in quantum computing and sensing.As a new controllable color center fabrication method,femtosecond(fs)laserwriting has been gradually applied in the preparation of VSi in SiC.In this study,4H-SiCwas directlywritten by an fs laser and characterized at 293 K by atomic force microscopy,confocal photoluminescence(PL),and Raman spectroscopy.PL signals of VSi were found and analyzed using 785 nm laser excitation by means of depth profiling and two-dimensional mapping.The influence of machining parameters on the VSi formation was analyzed,and the three-dimensional distribution of VSi defects in the fs laser writing of 4H-SiC was established. 展开更多
关键词 Silicon-vacancy defect Silicon carbide Femtosecond laser writing Confocal photoluminescence spectroscopy Raman spectroscopy Atomic force microscopy
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匙孔内光纤激光致喷发蒸汽对焊接过程的影响
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作者 孔华 赵振家 +2 位作者 邹江林 王紫 黄泽泓 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期20-26,I0004,共8页
光纤激光深熔焊接羽辉由匙孔内激光致蒸汽喷发所致,对焊接过程存在严重的负面影响.文中通过改变匙孔内激光致蒸汽的喷发特征,研究羽辉对光纤激光深熔焊接过程的影响规律.结果表明,随着焊接速度的提高,沿焊接方向的匙孔口长度逐渐增大,... 光纤激光深熔焊接羽辉由匙孔内激光致蒸汽喷发所致,对焊接过程存在严重的负面影响.文中通过改变匙孔内激光致蒸汽的喷发特征,研究羽辉对光纤激光深熔焊接过程的影响规律.结果表明,随着焊接速度的提高,沿焊接方向的匙孔口长度逐渐增大,匙孔前壁的倾斜角则逐渐减小.该现象导致孔内激光致喷发蒸汽的特征发生变化:底部摆动羽辉的喷发方向逐渐沿焊接反方向偏离激光束,狭长形羽辉的高度则逐渐降低直至消失;羽辉对焊接熔深的负面影响也逐渐减小直至消失,但飞溅数量逐渐增多,焊缝表面成形则逐渐恶化.进一步分析表明,匙孔前壁激光致蒸汽的喷发方向变化是底部摆动羽辉的喷发方向和狭长形羽辉高度均发生改变的主要原因;提高焊接速度可降低羽辉对焊接过程的负面影响,但匙孔前壁激光致蒸汽对匙孔后壁的冲击作用将导致孔口沿焊接方向的长度变大、飞溅增多、焊缝表面成形质量变差.创新点:(1)原位观测了不同焊接速度下羽辉和匙孔的形态,获得了底部摆动羽辉、狭长形羽辉随焊接速度的变化规律及其影响焊接过程的规律.(2)基于匙孔内激光致蒸汽喷发方向和匙孔前壁倾斜角度的变化,揭示了底部摆动羽辉和狭长形羽辉形态发生变化的原因.(3)分别揭示了底部摆动羽辉和狭长形羽辉对焊接过程的影响,为光纤激光焊接羽辉的控制及光纤激光焊接技术的优化奠定了基础. 展开更多
关键词 光纤激光 焊接速度 羽辉 蒸发蒸气 熔深
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纤维增强热塑性树脂基复合材料与金属激光连接研究进展 被引量:13
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作者 徐洁洁 王栋 +1 位作者 肖荣诗 黄婷 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期73-86,I0006,共15页
纤维增强热塑性树脂基复合材料与金属的异质构件在轻量化现代装备中的应用日趋广泛,实现异质构件优质、高效、可靠的连接具有重要的学术意义和工程应用价值.详细综述了异质接头激光连接原理和界面结合机制,以及连接界面结合强度增强方... 纤维增强热塑性树脂基复合材料与金属的异质构件在轻量化现代装备中的应用日趋广泛,实现异质构件优质、高效、可靠的连接具有重要的学术意义和工程应用价值.详细综述了异质接头激光连接原理和界面结合机制,以及连接界面结合强度增强方法和激光连接工艺对连接接头抗剪强度的影响.通过增强机械结合和化学键结合,同时采用控制激光热输入、施加压力、填充树脂材料等措施抑制缺陷的产生,接头抗剪强度已可以满足工业应用对静载强度的要求.同时展望了纤维增强热塑性树脂基复合材料与金属激光连接技术的发展趋势. 展开更多
关键词 纤维增强热塑性树脂基复合材料 激光连接 超快激光刻蚀 界面增强方法 接头强度
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晶面对单晶硅高功率绿光飞秒激光加工的影响 被引量:3
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作者 张欣 黄婷 肖荣诗 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期362-371,共10页
目的研究不同晶面取向对飞秒激光刻蚀加工硅的影响。方法采用515 nm绿光高功率飞秒激光器,通过改变激光平均功率和扫描次数,对硅(111)和(100)面进行刻蚀加工,对比研究两个晶面的凹槽刻蚀深度和凹槽底部粗糙度差异。利用电子背散射衍射(E... 目的研究不同晶面取向对飞秒激光刻蚀加工硅的影响。方法采用515 nm绿光高功率飞秒激光器,通过改变激光平均功率和扫描次数,对硅(111)和(100)面进行刻蚀加工,对比研究两个晶面的凹槽刻蚀深度和凹槽底部粗糙度差异。利用电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction,EBSD)技术,研究不同晶面在飞秒激光刻蚀加工中的微观行为特性,对比硅不同晶面的非晶化阈值和烧蚀阈值,同时对比不同晶面的非晶化能力和再结晶能力。结果随着激光平均功率和扫描次数的增大,激光刻蚀形成的凹槽越来越深,相同条件下,硅(111)面的凹槽深度比(100)面的凹槽深度更大,且硅(111)面凹槽底部的粗糙度比(100)面凹槽底部的粗糙度更大。当凹槽刻蚀深度达到300μm时,(111)面的凹槽深度比(100)面约深20μm,粗糙度约高4μm。通过EBSD技术获得硅两个晶面的非晶化阈值,两个晶面的非晶化阈值近似,约为0.16 J/cm^(2)。在相同的非晶化阈值下,(111)面的非晶程度比(100)面大。在较少的激光扫描次数下,观察到硅(111)面的激光吸收率比(100)面高。结论晶面取向不仅影响到飞秒激光多脉冲作用下硅的微观结构,而且还影响到硅的宏观飞秒激光加工效果。加工参数相同时,(111)面单晶硅的刻蚀深度明显大于(100)面单晶硅,原因是硅(111)面的非晶化能力比(100)面强,导致(111)面吸收更多的激光能量,材料去除效率更高。 展开更多
关键词 单晶硅 晶面取向 飞秒激光 刻蚀 非晶化 电子背散射衍射
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铝合金光纤激光高速压力焊接 被引量:4
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作者 张景泉 黄婷 +3 位作者 王栋 武强 徐洁洁 肖荣诗 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期20-27,I0001,I0002,共10页
铝合金对近红外光纤激光反射率高,激光能量利用率低,目前通常采用“万瓦级”光纤激光实现铝合金的高速激光焊接.文中采用激光压力焊接的方法,实现了铝合金“千瓦级”光纤激光的高速焊接.研究了不同工艺参数下焊缝的成形性,计算了激光能... 铝合金对近红外光纤激光反射率高,激光能量利用率低,目前通常采用“万瓦级”光纤激光实现铝合金的高速激光焊接.文中采用激光压力焊接的方法,实现了铝合金“千瓦级”光纤激光的高速焊接.研究了不同工艺参数下焊缝的成形性,计算了激光能量的汇聚规律,并利用电子背散射衍射技术(EBSD)对焊缝微观结构进行表征.结果表明,激光功率为1~6 kW、焊接速度为5~20 m/min时均可实现焊接.当激光功率为6 kW时,焊接速度可达50 m/min.计算结果证明,激光压力焊接方法具有显著的能量汇聚作用,功率密度最大可达到原始聚焦激光束的4.6倍,提高了激光能量的利用率.通过对焊缝微观组织的表征进一步证明,激光能量汇聚作用实现了材料的快速熔化凝固,随后在压力作用下,填充了搭接间隙. 展开更多
关键词 光纤激光 压力焊接 铝合金 能量汇聚 微观组织
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吸收层对铜箔飞秒激光冲击强化的影响 被引量:4
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作者 田甜 张景泉 +1 位作者 黄婷 肖荣诗 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期174-180,共7页
目的通过对不同吸收层下飞秒激光冲击后Cu箔的显微组织和力学性能变化分析,选出强化效果更好的吸收层。方法利用飞秒激光对覆有百纳米厚度吸收层的铜箔(Cu-nm)和覆有百微米厚度吸收层的铜箔(Cu-μm)进行冲击强化,通过扫描电镜、电子背... 目的通过对不同吸收层下飞秒激光冲击后Cu箔的显微组织和力学性能变化分析,选出强化效果更好的吸收层。方法利用飞秒激光对覆有百纳米厚度吸收层的铜箔(Cu-nm)和覆有百微米厚度吸收层的铜箔(Cu-μm)进行冲击强化,通过扫描电镜、电子背散射衍射仪、X射线衍射仪、显微硬度计对两个样品进行显微组织和力学性能的观测分析。结果飞秒激光冲击后,Cu-nm主要产生形变孪晶,孪晶比例提高了60.9%,大角度晶界比例提高了12.8%,显微硬度提高了10.8%;Cu-μm主要发生位错变化,位错密度增加16%,小角度晶界比例提高9.8%,显微硬度提高2.2%。除此之外,经飞秒激光冲击后,Cu-nm产生了更大的残余压应力,不仅中和了母材的残余拉应力,还表现为残余压应力;而Cu-μm经飞秒激光冲击后,产生的残余压应力无法完全中和母材的残余拉应力,仍显示为残余拉应力。结论对比研究得出,飞秒激光冲击Cu-nm后,实现了微观组织孪晶化,改变了残余应力状态,提高了铜箔表面的硬度。 展开更多
关键词 飞秒激光冲击 吸收层 显微组织 力学性能
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Ion dynamics in ultrafast laser ablation of copper target 被引量:1
9
作者 倪晓昌 Anoop K.K. +5 位作者 Mario Bianco Salvatore Amoruso 王宣 李彤 胡明列 宋振明 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第9期93-97,共5页
关键词 离子动力学 激光烧蚀 铜靶 激光能量密度 空间电荷效应 平均动能 激光脉冲 角度分布
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Ti表面微结构的制备及应用研究进展
10
作者 秦晓阳 黄婷 肖荣诗 《电加工与模具》 2019年第4期1-9,共9页
表面微结构对材料表面性能有显著影响,在生物、医学、光催化、摩擦学等许多领域有重要应用。Ti由于其具有无毒、无磁、耐腐蚀、低成本等诸多优势成为当下研究的热点。目前关于Ti表面微结构的制备方法种类繁多且不断发展。针对化学、超... 表面微结构对材料表面性能有显著影响,在生物、医学、光催化、摩擦学等许多领域有重要应用。Ti由于其具有无毒、无磁、耐腐蚀、低成本等诸多优势成为当下研究的热点。目前关于Ti表面微结构的制备方法种类繁多且不断发展。针对化学、超快激光、超快激光复合三类方法,对现有加工工艺及其应用方向进行了系统的整理与归纳,并探讨了有关Ti表面微结构新的制备方法以及应用领域的拓展。 展开更多
关键词 TI 表面微结构 超快激光 功能表面
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碳纤维增强复合材料与钛合金激光连接仿真 被引量:2
11
作者 景若木 徐洁洁 +1 位作者 肖荣诗 黄婷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1-11,共11页
为了研究不同工艺参数对TC4钛合金与连续编织碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料(CFPEEK)的激光焊接接头的影响规律,并对焊接工艺窗口进行预测,使用ABAQUS软件建立基于热传导的有限元仿真模型,计算TC4钛合金/CFPEEK激光焊接接头的温度场分布... 为了研究不同工艺参数对TC4钛合金与连续编织碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料(CFPEEK)的激光焊接接头的影响规律,并对焊接工艺窗口进行预测,使用ABAQUS软件建立基于热传导的有限元仿真模型,计算TC4钛合金/CFPEEK激光焊接接头的温度场分布。针对CFPEEK中连续编织碳纤维的实际铺层情况,在建模时对复合材料进行分层处理,将碳纤维层视为正交性质的材料。在此基础上探究了激光功率、焊接速度、光斑尺寸对焊缝熔化深度及宽度的影响规律,计算结果与实际试验结果吻合度较高,激光功率、焊接速度、光斑尺寸等工艺参数均对接头结合处的温度有较大影响。经过多组参数的计算,得到了TC4钛合金/连续编织CFPEEK激光连接的预测工艺窗口。结果表明,所建立的有限元模型能够有效模拟连续编织CFPEEK与TC4钛合金激光连接的温度场分布,对实际试验有一定指导意义,可降低试验成本。 展开更多
关键词 激光技术 激光连接 碳纤维增强复合材料 TC4钛合金 数值模拟
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GH3230高温合金绿光飞秒激光的刻蚀特性 被引量:1
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作者 黄彩丽 蒋麒 +4 位作者 蔺晓超 杨诗瑞 郭鹏 崔梦雅 黄婷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期51-57,共7页
飞秒激光以其超窄脉宽和超高光强等特性被广泛应用于各种金属材料的加工。本课题组采用波长为515 nm的绿光飞秒激光器对GH3230镍基高温合金进行刻蚀试验,研究了GH3230高温合金的绿光飞秒激光刻蚀阈值、刻蚀率和极限刻蚀深度。结果表明:... 飞秒激光以其超窄脉宽和超高光强等特性被广泛应用于各种金属材料的加工。本课题组采用波长为515 nm的绿光飞秒激光器对GH3230镍基高温合金进行刻蚀试验,研究了GH3230高温合金的绿光飞秒激光刻蚀阈值、刻蚀率和极限刻蚀深度。结果表明:相比于红外飞秒激光,绿光飞秒激光的刻蚀阈值明显降低,刻蚀率显著提高;与红外飞秒激光刻蚀类似,随着刻蚀次数增加,刻蚀深度增大,但当刻蚀次数增加到一定值后,刻蚀深度出现饱和现象;激光能量密度越高,极限刻蚀深度越大;改变扫描策略进行双道刻蚀时,通过增加刻缝宽度可以增大刻蚀深度;激光诱导等离子体是影响刻蚀深度的主要因素。 展开更多
关键词 激光技术 镍基高温合金 飞秒激光加工 刻蚀阈值 刻蚀深度 刻蚀率
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光纤激光-TIG复合焊接小孔型气孔的形成规律分析
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作者 赵振家 祝宝琦 +2 位作者 邹江林 郭士慧 孔华 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期10-17,共8页
本文基于焊接过程中线性提高激光功率的方法研究了光纤激光-TIG复合焊接焊缝中小孔型气孔的影响因素。结果表明,在复合焊接过程中将激光功率由0 kW线性增加至3 kW,可以获得激光功率和电弧电流对小孔型气孔的影响规律。当激光功率小于0.8... 本文基于焊接过程中线性提高激光功率的方法研究了光纤激光-TIG复合焊接焊缝中小孔型气孔的影响因素。结果表明,在复合焊接过程中将激光功率由0 kW线性增加至3 kW,可以获得激光功率和电弧电流对小孔型气孔的影响规律。当激光功率小于0.8 kW或大于2.2 kW时,焊缝内部均无小孔型气孔产生;当激光功率处于0.8~2.2 kW或保护气流量大于15 L/min时,焊缝内气孔相对较多,气孔率分别可达3.5%和5.5%;当激光功率为2 kW时,150 A的TIG电弧电流使熔宽提高了94%,熔深提高了35%,并控制了飞溅数量,改善了焊缝表面成形质量。进一步分析表明:电弧作用于小孔口的力是增加小孔不稳定性、提高焊缝中小孔型气孔数量的主要原因;激光功率变化导致孔内激光致蒸发量的变化是复合焊接焊缝中气孔数量改变的主要因素。 展开更多
关键词 激光技术 光纤激光 复合焊接 小孔型气孔 工艺参数
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高功率光纤激光深熔焊接飞溅特性以及离焦量对飞溅的影响 被引量:10
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作者 张高磊 孔华 +2 位作者 邹江林 赵振家 肖荣诗 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期73-80,共8页
飞溅是激光深熔焊接中最严重的缺陷之一。本文通过熔池原位光学观察和板材质量亏损计算,研究了高功率光纤激光深熔焊接过程中的飞溅行为以及离焦量对飞溅的影响。结果表明:飞溅的形成可分为三步,熔池凸起→凸起部位拉长形成液体柱→液... 飞溅是激光深熔焊接中最严重的缺陷之一。本文通过熔池原位光学观察和板材质量亏损计算,研究了高功率光纤激光深熔焊接过程中的飞溅行为以及离焦量对飞溅的影响。结果表明:飞溅的形成可分为三步,熔池凸起→凸起部位拉长形成液体柱→液体柱克服表面张力断裂形成飞溅;飞溅的直径主要分布在>50~100μm之间;随着离焦量增加,飞溅数量、板材质量亏损和熔宽均逐渐增加,熔深则逐渐减小。进一步分析结果表明:飞溅的喷发与小孔前壁倾斜角、小孔前壁激光致蒸发蒸气的冲击力、熔池表面张力有关;增加离焦量会减小前壁的倾斜角和熔池表面张力,同时增加前壁的激光致蒸发蒸气对小孔后壁上沿的冲击效果,使飞溅更易于产生。 展开更多
关键词 激光技术 飞溅 熔池 蒸气 离焦量 小孔前壁
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长焦距绿光飞秒激光玻璃焊接 被引量:9
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作者 于淼 黄婷 肖荣诗 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期97-102,共6页
超快激光玻璃焊接通常采用大数值孔径显微物镜对激光束进行聚焦,焊接严格限制在极小的焦体积内,且工作距离短,焊接速度低,焊缝宽度窄,不利于工业应用。采用75 W绿光飞秒激光器和255 mm长焦距扫描振镜实现了显示屏玻璃的非光学接触高速焊... 超快激光玻璃焊接通常采用大数值孔径显微物镜对激光束进行聚焦,焊接严格限制在极小的焦体积内,且工作距离短,焊接速度低,焊缝宽度窄,不利于工业应用。采用75 W绿光飞秒激光器和255 mm长焦距扫描振镜实现了显示屏玻璃的非光学接触高速焊接,获得了焦点位置、脉冲能量和扫描速度对焊缝成形的影响规律以及焊接工艺窗口,无缺陷焊接速度可高达6 m/min。焊缝的剪切强度可高达20 MPa,并具有良好的耐水性和高透过率,说明本焊接方法具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 激光技术 玻璃 焊接 非光学接触 超快激光 长焦距
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基于可视化观察的光纤激光深熔焊接羽辉形成原因分析 被引量:8
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作者 韩雪 赵宇 +2 位作者 邹江林 肖荣诗 赵乐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期131-137,共7页
采用高速摄像仪观察了光纤激光深熔焊接羽辉的动态行为,分析了羽辉的形成原因。结果表明:羽辉可分为底部周期性摆动部分和类似于激光束聚焦形态的狭长形部分;当小孔前壁上激光致蒸发蒸气靠近小孔口时,底部周期性摆动羽辉的摆动角度最大... 采用高速摄像仪观察了光纤激光深熔焊接羽辉的动态行为,分析了羽辉的形成原因。结果表明:羽辉可分为底部周期性摆动部分和类似于激光束聚焦形态的狭长形部分;当小孔前壁上激光致蒸发蒸气靠近小孔口时,底部周期性摆动羽辉的摆动角度最大,反之,底部周期性摆动羽辉的摆动角度最小;狭长形羽辉的强度随着离焦量的增加(或深熔小孔口直径的增大)而增大。进一步分析表明:底部周期性摆动羽辉的形成与小孔前壁表面激光致蒸发蒸气的喷发有关;底部摆动羽辉的喷发过程中存在大量微粒;狭长形羽辉的形成与底部摆动羽辉沿光束方向喷发时携带的微粒进入光束内、受激光束加热发光有关。 展开更多
关键词 激光光学 光纤激光焊接 羽辉 多重成像法 周期性摆动 小孔
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高功率光纤激光深熔焊接小孔的形貌特征 被引量:9
17
作者 赵乐 曹政 +2 位作者 邹江林 韩雪 肖荣诗 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期72-77,共6页
采用高功率光纤激光对铜铪合金和低碳钢进行焊接,基于熔池快速凝固保留小孔法对比研究了小孔的形貌特征。结果表明:两种材料中均可保留小孔,孔口直径明显比光斑直径大;在铜铪合金中,孔口形貌呈现为大小圆环相交的“葫芦”状,位于焊接前... 采用高功率光纤激光对铜铪合金和低碳钢进行焊接,基于熔池快速凝固保留小孔法对比研究了小孔的形貌特征。结果表明:两种材料中均可保留小孔,孔口直径明显比光斑直径大;在铜铪合金中,孔口形貌呈现为大小圆环相交的“葫芦”状,位于焊接前方的小圆环直径与光斑直径相当,大圆环的直径在毫米量级;在低碳钢中可保留小孔的激光出光时间极短,其熔池凝固时间较长,且仅保留了小孔的大圆环区域。进一步的分析表明,焊接过程中的孔口形貌可分为激光直接作用区(直径与光斑直径相当)和蒸气压力维持区(直径在毫米量级);在数值模拟中构建激光焊接热源模型时应参考小孔的形貌特征。 展开更多
关键词 激光技术 光纤激光 深熔焊接 快速凝固 铜铪合金 小孔
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Ta-10W难熔合金光纤激光焊接工艺研究 被引量:2
18
作者 杜欣 祁百鑫 +4 位作者 赵振家 张桐 武强 邹江林 肖荣诗 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第16期47-55,共9页
采用6 kW多模光纤激光器进行了Ta-10W难熔合金的光纤激光焊接工艺研究。利用高速摄像机、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝成形、熔池形态、飞溅物形态、显微组织、显微硬度、接头强度及断口形貌进行分析。研究结果... 采用6 kW多模光纤激光器进行了Ta-10W难熔合金的光纤激光焊接工艺研究。利用高速摄像机、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝成形、熔池形态、飞溅物形态、显微组织、显微硬度、接头强度及断口形貌进行分析。研究结果表明,在焦点位于板材表面且焦点直径为0.3 mm的聚焦参数下,当焊接速度为2~3 m/min,激光功率为1.5~2.0 kW时,焊接模式由热导焊转变为深熔焊。Ta-10W深熔焊时焊缝成形良好,焊接飞溅大且飞溅物不易附着于板材,焊缝呈钉头形。3 mm厚对接接头的焊缝组织主要为柱状晶,在焊缝靠上的位置,主要为垂直于板厚方向的细长晶粒;在焊缝中部与下部,形成的则是细等轴晶粒。拉伸试验结果显示,接头的室温拉伸强度为506.5 MPa,约为母材的92.1%;1500℃高温拉伸强度约为140.9 MPa,接头断裂在母材处。 展开更多
关键词 激光技术 Ta-10W 难熔合金 激光焊接 微观组织 力学性能
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基于焊丝深熔模式的铝/铜激光熔钎焊工艺研究 被引量:2
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作者 姜仁杰 程智伟 +1 位作者 武强 肖荣诗 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第22期126-135,共10页
采用基于焊丝深熔模式的熔钎焊方法,进行了1060铝合金和T2紫铜异种金属的激光填丝焊工艺研究。利用高速摄像机观测焊丝熔化的过渡行为,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝形貌、接头组织及性能进行... 采用基于焊丝深熔模式的熔钎焊方法,进行了1060铝合金和T2紫铜异种金属的激光填丝焊工艺研究。利用高速摄像机观测焊丝熔化的过渡行为,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝形貌、接头组织及性能进行表征。结果表明,采用不同的坡口形式和尺寸,使激光束在坡口中的作用位置偏向铜侧,这有利于焊缝成形。熔钎焊接头成形良好,无咬边缺陷。接头拉伸强度可达铝母材的80%,接头断裂发生在界面层,断裂方式为脆性断裂。在焊缝界面层,存在笋状和胞状的铝/铜金属间化合物。XRD检测结果表明,金属间化合物由Al_(2)Cu相和Al_(4)Cu_(9)相组成。界面层在铜侧钎焊区中部及下部分布均匀,厚度约为20μm。 展开更多
关键词 激光技术 异种金属 深熔模式 填丝熔钎焊 坡口形式 组织性能
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