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不同脉宽激光对不锈钢清洗工艺研究

应用激光 2024年第3期44卷 71-86页

作者：王阿明冯爱新顾新华潘晓铭余金海温州大学机电工程学院浙江温州325035 温州大学瑞安研究生(学)院浙江温州325000 浙江省激光加工机械人重点实验室/机械工业激光精细加工与检测技术重点实验室浙江温州325035 温州星耀激光科技有限公司浙江温州325035 浙江金龙自动控制有限公司浙江温州325207

为研究激光清洗不锈钢表面污染物的影响规律,采用不同脉宽激光进行不锈钢表面清洗试验,并分析对比不同波长激光清洗的工作原理。通过改变不同激光工艺参数,比较了纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,并分别使用激光共聚焦显微镜和显微硬... 详细信息

为研究激光清洗不锈钢表面污染物的影响规律,采用不同脉宽激光进行不锈钢表面清洗试验,并分析对比不同波长激光清洗的工作原理。通过改变不同激光工艺参数,比较了纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,并分别使用激光共聚焦显微镜和显微硬度计,测试材料宏观形貌、三维形貌、表面粗糙度和硬度。结果表明,纳秒激光较优工艺参数为激光功率密度为7.2×10^(5)W/cm^(2),激光重复频率为60 kHz,激光扫描速度为2000 mm/s,激光扫描间距为0.02 mm;皮秒激光较优工艺参数为激光功率密度为19.1×10^(5)W/cm^(2),激光重复频率为50 kHz,激光扫描速度为1900 mm/s,激光扫描间距为0.05 mm。经过对比纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,发现皮秒激光清洗效果较好,并且对不锈钢损伤较小,但是纳秒激光清洗后的硬度更高。

关键词：激光技术激光清洗激光烧蚀 316L不锈钢

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皮秒激光标刻小尺寸刀具信息码

应用激光 2024年第4期44卷 93-103页

作者：王阿明冯爱新蒋志航潘晓铭余金海顾新华温州大学机电工程学院浙江省激光加工机器人中重点实验室浙江温州325035 温州大学瑞安研究生院浙江瑞安325207 温州大学激光加工机器人国家国际科技合作基地浙江温州325035 浙江金龙自动控制有限公司浙江瑞安325207 温州星耀激光科技有限公司浙江温州325035

为减少假冒伪劣的数控刀具对刀具市场的危害,数控刀具溯源防伪标刻技术引起大家的重视。目前,对于刀具溯源防伪有图案刻印、信息码标签、射频标签等方式,然而,这些方式易仿制、易脱落、价格高等问题,给刀具用户企业与刀具制造企业带来... 详细信息

为减少假冒伪劣的数控刀具对刀具市场的危害,数控刀具溯源防伪标刻技术引起大家的重视。目前,对于刀具溯源防伪有图案刻印、信息码标签、射频标签等方式,然而,这些方式易仿制、易脱落、价格高等问题,给刀具用户企业与刀具制造企业带来麻烦。针对上述问题,利用激光技术在硬质合金刀具表面进行2 mm×2 mm信息码标刻试验,研究了激光工艺参数对信息码加工质量和识读效率的影响规律,获得最佳工艺参数:激光功率9 W、激光扫描间距30μm、激光扫描速度1 000 mm/s、激光重复频率为980 kHz。此时读取时间越短,误差相对较小,说明解码速度较快。此外,通过信息码的可读性检验,分析其表面的破损纠错、信息码数据存储量、识别设备的距离和识别角度对识别结果的影响。第一类和第二类破损不影响信息码的读取,第三类和第四类破损影响信息码的读取。在光线正常情况下,在信息存储为6~52个字符之内,识别距离为35~200 mm,识别角度为90°±25°。结果表明,在刀具表面激光标刻小尺寸信息码,可满足大多数精密数控刀具的赋码需求和表面完整度要求,实现了刀具在生产过程中的溯源防伪。

关键词：激光标刻信息码小尺寸硬质合金刀具

糖萜素对蛋鸽产蛋性能、蛋品质、蛋营养成分的影响

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动物营养学报 2024年

作者：董丽艳李瑞萍任逸懿吴春琴徐时湘钟声亮温州科技职业学院(温州市农业科学研究院) 平阳县星亮鸽业有限公司

本试验旨在研究糖萜素对蛋鸽产蛋性能、蛋品质以及蛋营养成分的影响。选取7月龄双母配对成功的白羽王鸽2 000对,随机分为5组(每组5个重复,每个重复80对),对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮中分别添加250、500、750、1 000 mg/kg... 详细信息

本试验旨在研究糖萜素对蛋鸽产蛋性能、蛋品质以及蛋营养成分的影响。选取7月龄双母配对成功的白羽王鸽2 000对,随机分为5组(每组5个重复,每个重复80对),对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂在基础饲粮中分别添加250、500、750、1 000 mg/kg糖萜素的试验饲粮,试验期1年。结果表明:1)相较于对照组,饲粮添加750 mg/kg的糖萜素显著提高了产蛋量(P0.05),同时降低了死淘率。以各组年产蛋量为判断指标,通过二次曲线拟合分析,推荐糖萜素添加量为776 mg/kg。2)相较于对照组,饲粮添加750 mg/kg的糖萜素可使鸽蛋的蛋黄颜色极显著提高(P0.05)。3)相较于对照组,饲粮添加750 mg/kg的糖萜素可以显著提高鸽蛋中氨基酸总量、脂肪酸总量,尤其是多不饱和脂肪酸含量(P0.05)。由此可见,饲粮添加糖萜素能提高蛋鸽产蛋性能,其中添加750 mg/kg的糖萜素效果最佳,能改善蛋黄颜色,提高蛋黄重,提高氨基酸总量、脂肪酸总量,尤其是不饱和脂肪酸含量。

关键词：糖萜素鸽产蛋性能蛋品质营养成分

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光束质量对铝合金激光焊接效率与良率的影响

中国激光 2024年第12期51卷 11-19页

作者：张帅刘同争徐志宏代小光朱朝晖高明郭少锋湖南大科激光有限公司华中科技大学武汉光电国家研究中心

为了满足当前新能源动力电池高速生产线极限制造的需求，基于激光焊接过程中的能量分布特征，系统分析了铝合金激光焊接中光纤激光器的光束质量效应，研究了光束质量与焊接稳定性和焊接效率之间的定量关系。随着激光器光束质量因子（M2... 详细信息

为了满足当前新能源动力电池高速生产线极限制造的需求，基于激光焊接过程中的能量分布特征，系统分析了铝合金激光焊接中光纤激光器的光束质量效应，研究了光束质量与焊接稳定性和焊接效率之间的定量关系。随着激光器光束质量因子（M2）的减小，焊缝熔深为2.7 mm时焊接速度呈增大趋势，焊接熔深的工序能力指数（CPK）值也呈增大趋势；当M2从11.60减小到1.25时，焊缝熔深为2.7 mm时激光器的焊接速度增加了5.5倍，焊接熔深CPK值提升了2.3倍。基于激光能量分布特征的分析结果，激光器光束质量效应的提升机制为：在保持相同熔深的条件下，M2越小，能量密度极大值越大，且焊道边缘与中间区域之间的能量密度极值差越大，工件材料的能量吸收效率会越高，则激光器的焊接效率越高。提出将激光器能量密度极大值和能量密度极值差这两者的乘积作为激光器能量密度焊接效率影响因子，由理论计算可知，M2为1.18时的激光器能量密度焊接效率影响因子比M2为11.6时的增加了5.2倍，与实验结果基本一致。

关键词：激光技术激光焊接光束质量能量分布铝合金

6061铝合金激光摆动-电弧复合焊组织与力学性能分析

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焊接学报 2024年第1期45卷 94-102,I0008,I0009页

作者：张贺靳军蒋平张风东张振鹏周志凯中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 华中科技大学武汉430074 卡门哈斯激光科技(苏州)有限公司苏州215000

对高铁6 mm的6061铝合金进行激光摆动-电弧锁底对接焊,以焊缝熔深与气孔率为指标,借助扫描电子显微镜(scanning election microscope,SEM),电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)等表征手段分析了摆动频率对焊缝微观... 详细信息

对高铁6 mm的6061铝合金进行激光摆动-电弧锁底对接焊,以焊缝熔深与气孔率为指标,借助扫描电子显微镜(scanning election microscope,SEM),电子背散射衍射(electron backscatter diffraction,EBSD)等表征手段分析了摆动频率对焊缝微观组织与力学性能的影响规律.结果表明,当摆动频率升高为250 Hz时,焊缝气孔率降至1%以下,靠近熔合线附近的焊缝区域主要由柱状枝晶组成,而焊缝中心电弧区域主要由等轴枝晶组成,激光摆动频率变化会影响单位周期内光束前进距离,进而影响光束对熔池后方的搅拌能力强弱,随着激光摆动频率的增大,熔池的搅拌作用效果增强,焊缝中心等轴枝晶细化程度明显,晶粒尺寸由68μm降至44μm.当摆动频率为250Hz时,接头的抗拉强度达到最大为229 MPa,约为母材强度的73%,焊缝气孔率的降低和焊缝中心细化的枝晶组织为接头强度提高提供了有利条件.

关键词：激光摆动-电弧复合焊摆动频率气孔率微观组织力学性能

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薄壁构件增材制造有限元模拟及快速补偿模型

航空制造技术 2024年

作者：王林洋黄海军孙明丰王皞上海理工大学苏州倍丰激光科技有限公司

激光粉末床熔合(L-PBF)技术在复杂工件一体化成形中得到广泛应用，但打印过程中激光快速升温和冷却过程产生的热应力会影响工件的成形质量。基于有限元方法建立了细观与宏观两种尺度下TC4合金材料L-PBF成形过程模型。在细观尺度下评估... 详细信息

激光粉末床熔合(L-PBF)技术在复杂工件一体化成形中得到广泛应用，但打印过程中激光快速升温和冷却过程产生的热应力会影响工件的成形质量。基于有限元方法建立了细观与宏观两种尺度下TC4合金材料L-PBF成形过程模型。在细观尺度下评估三层道次扫描过程中实时温度场及应力场，探究工艺参数与打印层数对熔池等细观尺度的影响，发现熔池尺寸的增长对功率更敏感，且高功率可以释放下层积累的热应力，但同时也有更高的冷却速率使最大热应力升高。在宏观尺度下构建工件整体打印模型，并基于细观尺度结果调整成形参数，对残余应力分布和变形结果进行预测，二者吻合较好。基于部件实际的打印结果，通过构建补偿模型，将最大位移量由0.626 mm减小至0.027 mm，平均变形量降低95.97%，且计算时间控制在合理范围内。

关键词：激光增材制造有限元模拟钛合金薄壁件补偿模型

基于导流板结构的通海阀内部流阻和噪声特性数值模拟研究

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真空科学与技术学报 2024年第7期44卷 601-611页

作者：王奇根章城张淼瞿建武温州大学机电工程学院温州325035 浙江省激光加工机器人重点实验室激光加工机器人示范型国际科技合作基地温州325035 温州大学苍南研究院温州325800 宣达实业集团有限公司温州325102

舰船通常在压载舱内产生一定真空度,将海水通过通海管路系统注入或排出,实现舰船姿态控制,其中通海阀是连接船舶内部海水管路系统与外界的重要装置。但现有通海阀存在流阻系数大、噪声压级较高等问题。文章提出利用导流板结构降低通海... 详细信息

舰船通常在压载舱内产生一定真空度,将海水通过通海管路系统注入或排出,实现舰船姿态控制,其中通海阀是连接船舶内部海水管路系统与外界的重要装置。但现有通海阀存在流阻系数大、噪声压级较高等问题。文章提出利用导流板结构降低通海阀内部流阻和噪声,采用Fluent软件和LMS ***软件对无导流板和添加不同尺寸导流板的通海阀内流场和噪声进行数值模拟计算,并研究通海阀内流场的速度、速度流线、压力、湍动能和噪声声压级的分布。最后,对数值模拟的结果进行对比分析,得出最优结果。结果表明:在通海阀内部添加导流板可以有效降低通海阀的压降,改善流场,降低流致噪声。同时对含不同厚度导流板的通海阀进行了对比分析,发现含8 mm厚导流板的通海阀性能相对最优。通过对通海阀不同导流板结构方案的计算结果进行对比,验证了改进措施的合理性,为通海阀内流道优化提供参考。

关键词：通海阀导流板数值模拟优化设计

激光熔覆Ni/WC梯度复合涂层的组织与性能研究

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表面技术 2024年第15期53卷 152-162页

作者：盛永琦危亚城尚大智夏琨申屠成望冯爱新温州大学机电工程学院浙江温州325035 温州大学瑞安研究生院浙江温州325035 北京化工大学机电工程学院北京100029 浙江省激光加工机器人重点实验室/机械工业激光加工与检测重点实验室浙江温州325035

目的减少涂层内部缺陷,提高Cr12MoV模具钢表面的显微硬度及耐磨性。方法采用激光熔覆技术在Cr12MoV钢上逐层制备Ni60-Ni60/25%WC(Ni/WC)梯度复合涂层。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦试验... 详细信息

目的减少涂层内部缺陷,提高Cr12MoV模具钢表面的显微硬度及耐磨性。方法采用激光熔覆技术在Cr12MoV钢上逐层制备Ni60-Ni60/25%WC(Ni/WC)梯度复合涂层。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦试验机和冲击试验机,研究梯度复合涂层的物相组成、微观组织、显微硬度、耐磨性与冲击韧性。结果在Cr12MoV的基体上制备Ni/WC梯度复合涂层,Ni60层与Ni60/25%WC冶金结合理想。Ni/WC梯度复合涂层的表面主要物相为γ-(Fe,Ni)、FeNi_(3)、CrB、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6),从Ni60层底部到顶部依次为胞状晶、柱状晶、细小的等轴枝晶。Ni/WC梯度复合涂层硬度呈梯度分布,涂层的平均硬度达到698.5HV,相较于基体提高了约55.2%。与基体相比,Ni/WC梯度复合涂层表现出更好的耐磨性能,摩擦系数和磨损率分别下降了40.92%和28.6%,其中基体表现为黏着磨损,然而涂层整体表现为磨粒磨损。但较基体而言,Ni/WC梯度复合涂层的冲击韧性值降低了32.48%,复合涂层区域表现为脆性断裂。结论Ni/WC梯度复合涂层冶金结合良好,同时与基体相比,Ni/WC梯度复合涂层可以有效提高硬度及耐磨性,但冲击韧性有所降低。

关键词：激光熔覆 Ni/WC 梯度复合涂层硬度耐磨性冲击韧性

添加Y_(2)O_(3)对激光熔覆制备FeCoNiCuAl高熵合金涂层组织性能的影响

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表面技术 2024年第15期53卷 163-172页

作者：黄光灿郭纯李云陈林婷李文清陈艳艳张新宇林清成安徽科技学院机械工程学院安徽凤阳233100 安徽煜宸激光技术有限公司安徽蚌埠233000

目的研究不同质量分数Y_(2)O_(3)对激光熔覆制备FeCoNiCuAl高熵合金涂层的影响。方法利用IPG-4000W激光器和KUKA机器人组成的激光熔覆设备在45钢基材表面制备FeCoNiCuAl-xY_(2)O_(3)(x=0%、5%、10%、15%、20%)高熵合金复合涂层,分别使... 详细信息

目的研究不同质量分数Y_(2)O_(3)对激光熔覆制备FeCoNiCuAl高熵合金涂层的影响。方法利用IPG-4000W激光器和KUKA机器人组成的激光熔覆设备在45钢基材表面制备FeCoNiCuAl-xY_(2)O_(3)(x=0%、5%、10%、15%、20%)高熵合金复合涂层,分别使用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计、摩擦磨损试验机、扫描电镜(SEM)以及电化学工作站,分析涂层的显微组织及物相构成,测量涂层的显微硬度,分析涂层的摩擦磨损行为和腐蚀行为。结果Y_(2)O_(3)的加入并未明显改变涂层物相构成,添加Y_(2)O_(3)与FeCoNiCuAl高熵合金复合涂层物相主要由γ-Fe固溶体、Cu_(2)O、AlNi、Al_(5)CO_(2)、Fe2O_(3)组成。FeCoNiCuAl高熵合金复合涂层的显微组织由等轴晶与枝状晶构成,Y_(2)O_(3)的加入促进了熔池流动,使孔隙逐渐消失,因此在加入Y_(2)O_(3)后,晶粒细化变得更加致密,明显改善了组织的内部缺陷,从而有效提升了涂层的性能。结论当x=5时涂层显微组织为致密的枝状晶,对应的平均显微硬度为675.1HV0.2,涂层磨损率为1.12×10^(-7)g/(N·m),表现出最优的耐磨损性能,腐蚀电位为-0.628 V,同时表现出最优的耐腐蚀性能;相较于未添加Y_(2)O_(3)的涂层以及基材本身,力学性能与耐腐蚀性能得到了明显提升。

关键词：激光熔覆高熵合金 Y_(2)O_(3) 力学性能显微组织耐腐蚀性