科技信息

科技信息１厚截面大功率激光焊接由美国技术工业激光公司生产的一种大型激光器目前将投入市场。这种４５ｋＷ连续波ＣＯ２激光器用于厚截面钢板的高速焊接，厚度可达３８ｍｍ。假定加工效率为５０％，按每２５．４ｍｍ厚钢板留５ｍｍ根部间隙来算，焊速能达到１３７ｃｍ／...     

透射式激光烧蚀PVC冲量耦合性能实验

激光烧蚀推进是激光推进中最有应用前景的研究分支,吸引了国内外大量学者的关注。为了研究透射式激光烧蚀条件下靶材厚度和激光能量对冲量耦合性能的影响,以二极管激光器作为能量源,玻璃作为透射层,对不同厚度、不同入射激光能量条件下,掺碳质量分数为2%的PVC薄膜进行了透射式激光烧蚀实验研究。冲量耦合系数最高为65.78μN/W,与国内外相关报道的数据相比较,结果规律一致性较好。研究结果证明了双层结构靶材的透射式激光烧蚀可以提高冲量耦合系数,入射激光能量与靶材厚度对冲量耦合性能影响较大。     

气氢气氧同轴剪切喷注器燃烧流场的PLIF测量及仿真研究

为探究同轴剪切气气喷注燃烧火焰结构及验证仿真方法的可行性,利用RANS方法对实验工况进行了计算,得到了燃烧室温度和OH分布,以及流场结构。并通过实验,利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量了透明燃烧室内气氢气氧同轴剪切喷注燃烧火焰的激光诱导OH荧光,得到了火焰结构图像。实验结果表明,在燃烧室前端形成了回流区和结构稳定的剪切燃烧层,在剪切和回流的共同作用下形成了OH尖峰。随OH尖峰下游湍流涡的发展,火焰结构产生褶皱,使燃烧得到了加强。将仿真和实验结果进行对比发现,两者剪切燃烧层位置最大相差0.6mm,OH尖峰轴向位置相差2mm,径向尺寸均为7mm。仿真和实验结果吻合较好,利用该仿真模型对实际情况进行预测是可行的。     

激光表面清除处理及应用

叙述了激光清除处理技术的特点及系统装置，较具体地介绍了国外采用激光除去漆层、锈蚀层、绝缘材料和基片表面外来微粒的研究情况以及作者所进行的光学元件超光滑表面的激光辅助清洗试验研究。     

1m外腔He—Ne激光器毛细管调整技巧

在“微小光功率计量标准”中使用的是1m长外腔式He－Ne气体激光器。该激光器毛细管内径只有φ2．1～φ2．4mm，长度为1m，共有4个支撑点，要求1m长4个支撑点直线偏差很小。该激光器在长时间使用中，激光器每次点燃，实际是对激光器加热，关闭时又使激光器冷却，热膨冷缩会破坏毛细管的直度区，或腔体的变化，最终都会使激光器不出激光。由于失调而不出激光是1种常见情况，失调引起不出光可通过调整来恢复。采用同时调整毛细管4个支撑点，该方法的缺点要同时调整8个自由度，这样调整起来就要求有一定的经验，根据衍射图形的变化，作相应调整…     

激光熔覆制备原位自生TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层的研究

为了在碳钢表面获得耐磨、耐蚀、抗热疲劳等综合性能优良的TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层 ,利用3kW连续波快速轴流CO2 激光器进行了一系列的激光表面熔覆实验研究 ,光斑直径 3 5mm ,扫描速度 3 10mm/s,送粉速率 3 2 6 g/min。实验结果表明 :利用送粉式激光表面熔覆技术 ,可以在碳钢表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层 ,涂层与基体呈良好的冶金结合 ,涂层宏观质量完好 ,无裂纹 ,但有少量的气孔。涂层组织由γ 奥氏体枝晶、CrB、TiB2 、M2 3 C6和TiC组成。经激光表面重熔后 ,涂层显微硬度达HV0 2 110 0 ,是基材显微硬度的 4 5倍     

吸气模式激光推进空气等离子体光谱

利用实验室自行研制的紫外预电离CO2激光器进行了激光等离子体实验,实验采用底面直径均为60mm,焦距分别为5 mm和10 mm的两种抛物面光船。介绍了激光等离子体光谱和明显的特征谱线,以及激光等离子体温度估计模型;分析了两种光船对激光等离子体的影响。实验表明:相同底面直径10 mm焦距光船产生的等离子体信号峰值和持续时间均略大于5 mm焦距光船;10 mm焦距光船产生的等离子体温度明显高于5 mm的,最大温度产生时间比5 mm光船要晚一些。     

专用多层钢板隔振器实验研究

以前期研究成果为基础，结合航空发动机管路系统隔振的具体需求，对多层钢板隔振器的结构形式及基本性能进行了深入的研究，并研究了影响多层钢板隔振器性能的主要影响因素。实验结果表明，多层钢板隔振器具有良好的迟滞阻尼性能，隔振器的刚度和能耗系数都随形变的变化而呈非线性变化；隔振器的性能受预压缩量和钢板层数等参数的影响。研究结果为多层钢板隔振器在航空发动机管路支承中的应用提供了实验依据。     

LY2铝合金的激光冲击强化区硬度和残余应力测试分析

为了研究激光冲击处理对LY2航空铝合金力学性能的影响,采用Nd:YAG激光器对航空铝合金LY2进行了激光冲击强化处理,测定其显微硬度和残余应力.结果表明,经过激光冲击处理后,试样表面没有受强脉冲激光和冲击波的破坏,而显微硬度和残余压应力明显提高,激光冲击处理后的强化区与光斑相当,深度约为1.2mm.     

热障涂层的激光表面改性参数优化和结构设计

热障涂层是航空发动机涡轮叶片关键核心技术之一,但在服役条件下常受环境沉积物、熔盐等的腐蚀而过早失效。激光表面改性是一种提高涂层抗腐蚀性能的有效办法,但改性涂层的激光工艺优化和结构设计亟待研究。本文采用脉冲Nd：YAG激光系统对Y₂O₃部分稳定ZrO₂（YSZ）热障涂层进行表面改性,研究了激光功率、扫描速度以及光束长度对改性层厚度、微观结构的影响。结果表明,激光改性层呈致密的柱状晶结构,并有纵向裂纹贯穿其中。改性层的厚度与激光功率成正比,受扫描速度影响不大,与光束长度成反比。激光功率过高,则改性层裂纹增加明显;光束长度过大,则改性层与下方涂层的界面缺陷增多,不利于界面结合。优化的激光改性参数为：激光的功率为75~80 W,扫描速度8 mm/s,光束长度为160 mm。设计了双层激光改性层,每层中的纵向裂纹不连续,使得整个改性层中无贯穿的纵向裂纹,有助于抑制高温腐蚀熔体的内渗。     

扫描振镜激光TC4钛合金焊接性能及熔池流动行为

钛合金广泛应用于飞行器及航空航天发动机，激光焊是连接钛合金的优异焊接方法，目前主要问题是气孔导致的接头性能降低。扫描激光能显著改善激光焊接过程中的匙孔行为及熔池流动状态，从而降低气孔率、细化晶粒，最终提高接头性能。采用光纤激光器对4 mm厚TC4钛合金进行扫描振镜激光焊接，对比分析了以0.4 mm为步长、0.4～1.6 mm扫描幅度扫描前后的焊缝成形、力学性能、晶粒细化程度、熔池流动与匙孔行为。结果表明圆形扫描路径下，激光功率为4 kW、焊接速度为1.2 m/min、离焦量为0、扫描频率为100 Hz、扫描幅度为0.8 mm时，匙孔型气孔受显著抑制，且对应的接头抗拉强度最高，为1 025.03 MPa,达到了母材的96%。与无扫描光束相比较，扫描幅度为0.8 mm的接头上部平均晶粒面积减小了65%;圆形扫描的加入使熔池流动具有方向性，同时扫描激光能扩大并稳定匙孔，减少飞溅与气孔。     

激光熔敷氧化锆热障涂层微观结构研究

采用5KW连续CO_2激光器对Ni基高温合金上二次重熔NiCoCrAlY和ZrO_2陶瓷层进行了研究。结果表明:激光快速熔化和凝固获得定向外延生长、紧密堆积的柱状晶氧化锆陶瓷层。NiCoCrAlY结合层与柱状晶之间存在氧化铝层,保证了柱状晶与NiCoCrAlY层的联结。激光重熔ZrO_2层由四方相和立方相组成,经快速冷却由高温保留至室温。     

K417合金激光冲击强化实验研究

为了提高K417合金的震动疲劳性能,利用波长为532nm,脉宽为10ns,能量为1.5J,冲击光斑尺寸为1.6mm的YAG激光器对K417试件进行了激光冲击强化处理。结果表明:激光冲击强化能有效提高K417合金振动疲劳性能,使材料107循环抗振动疲劳强度由110.5MPa提高至285MPa。     

38CrMoAlA钢激光和氮化复合处理研究

采用 2kW横流CO2 激光器研究了38CrMoAlA钢的激光和氮化复合处理对材料硬化层的影响 ;分别比较了先激光后氮化以及先氮化后激光两种不同工艺过程处理的特征 ;测定了激光和氮化复合处理后材料表层的 [N ]浓度分布。结果表明 :38CrMoAlA钢经氮化处理后再经激光处理能够进一步提高材料的硬化层深度。此外 ,还观察了复合处理后的金相组织     

制作一米氦氖激光器的几个工艺问题

一、前言 He-Ne激光器由三个重要部分组成:一个封装激光物质(He、Ne气体)的放电毛细管,它是产生激光的心脏;激励电源为获得激光提供能源;由反射镜和稳定的机械支架组成的谐振腔,没有它就不能建立激光振荡。一般激光器希望获得TEM_(00)模的最大输出功率,同时考虑输出的稳定性。由于He-Ne激光器是多种工艺的综合结果,在不同条件下需解决的重点问题也各不相同,本文介绍制作40mW的单横模全外腔He-Ne激光器的特色,并侧重于毛细管校直工艺。     

大气吸气模式激光推进的实验研究

激光推进是一种新概念推进技术,在未来航天事业中将有重要的应用前景。利用高重复频率高功率TEA-CO₂脉冲激光器进行了抛物形飞行器的水平和垂直激光推进实验,实现了大气模式的激光垂直推进,飞行高度超过了1m。实验测定了多种工作状况下光脉冲能量转变为飞行器动量的推进效能,测得的光能－冲量耦合系数C_m达到27.7dyne·s/J,与国外文献报道相当。     

机床线性轴多自由度运动误差在线测量方法

激光多自由度误差测量方法常被用于测量机床运动误差.半导体激光器由于体积小、成本低等优点,常被作为激光多自由度误差测量系统的光源.但是,大气扰动和测量系统的变形将导致半导体激光器的出射光束产生漂移,影响测量系统的稳定性.同时,由于半导体激光器的发光特点,其光斑常为椭圆形,从而制约了以半导体激光器为光源的激光多自由度误差测...     

微型面发光半导体激光器

日本京都大学工程研究系的研究人员利用光学晶体试制成面发光半导体激光器，并确定在输出超过２０ｍＶ时产生振荡。该激光器的最大特点是出射角非常小。为１．８。以往的半导体激光器出射角约为３０。新激光器的结构是由①以ＩＮＰ层从两面扶着量子阱活性层的晶片和②将打有三角晶格微孔的ＩＮＰ二维光学晶体置于ＩＮＰ基板上这样的晶片叠合而成。①和②分别具有发光层和增强层的作用。使②的光学晶体面与垂直方向产生的多束散射光相耦合可以产生振荡。通过改变振荡光的波长。本次实验通过将孔隔设为０．４６２μｍ，可使光通信用的１．３μ…     

高能CO2激光腔镜高反介质薄膜的传输特性

为了获得适用于高能CO2激光器的高抗破坏阈值高反薄膜,以10.6μm高反膜ZnSe/YbF3,PbTe/BaF2膜系为例,数值模拟了激光在高反介质膜中的传输的场特性;给出了激光在多层介质膜中的场强分布、温度场分布及热应力分布。结果表明硅镜基体上的PbTe/BaF2膜系所需膜层厚度小、膜层数少,反射率可高达99.98%。     

激光加工技术的新发展

美国的一个由１６家公司组成的集团正在研究激光加工的尖端技术，这将对航空航天工业产生深远的影响。这个集团正在研制的新型二极管阵列泵激的Ｎｄ：ＹＡＧ固态激光器有两种：平均功率为２．５ｋＷ的高峰值功率激光器和６ｋＷ的长脉冲激光器。这些激光器能提高激光工的速度和精度。文中还介绍了用“亮度增强自适应模块”来补偿光纤传输激光所引起的光束畸变以及激光在微机械器件加工中的应用。