雷射製造工藝基礎、展望和創新套用實例

本書主要內容為雷射材料加工的物理基礎、基本工藝以及套用實例，內容上涵蓋了雷射加工領域的最新進展，是雷射加工領域科研人員、工程技術人員、在校研究生的重要參考書。本書的2～9章為材料加工基礎，主要對雷射材料加工過程中基本物理現象進行理論闡述；本書第二部分為雷射技術的套用，首先論述了工業用重要光源的特徵；

基本介紹

• 書名：雷射製造工藝基礎、展望和創新套用實例
• 作者：張冬雲
• ISBN：9787302172635
• 定價：39.00
• 出版社：清華大學出版社 
• 出版時間：2008.04.01

圖書信息

作者：張冬雲
定價：39元
印次：1-1
ISBN：9787302172635
出版日期：2008.04.01
印刷日期：2008.04.11

內容簡介

本書主要內容為雷射材料加工的物理基礎、基本工藝以及套用實例，內容上涵蓋了雷射加工領域的最新進展，是雷射加工領域科研人員、工程技術人員、在校研究生的重要參考書。本書的2～9章為材料加工基礎，主要對雷射材料加工過程中基本物理現象進行理論闡述；本書第二部分為雷射技術的套用，首先論述了工業用重要光源的特徵；

圖書目錄

第1章 緒論1

文獻3

第2章 電磁射線在工件表面的行為4

2.1 Fresnel公式4

2.1.1 Fresnel吸收公式6

2.1.2 Fresnel公式，Brewster效應7

2.1.3 全反射8

2.2 雷射技術中Fresnel公式的特殊套用9

2.2.1 Brewster效應9

2.2.2 全反射9

文獻9

第3章 工件對雷射的吸收10

3.1 現象描述11

3.1.1 相互聯繫12

3.1.2 波公式13

3.1.3 零件的幾何形狀13

3.1.4 邊界條件13

3.2 非導體14

3.2.1 電偏振15

3.2.2 離子偏振16

3.2.3 塑性材料中的填充材料18

3.3 電漿的介電性能18

3.3.1 無碰撞電漿19

3.3.2 碰撞決定的電漿20

3.4 金屬材料的吸收22

3.5 Drude吸收模型23

3.6 金屬材料的吸收率及其與溫度的關係25

3.7 表面狀態的影響28

文獻30

第4章 能量傳遞和熱傳導31

4.1 能量傳遞公式31

4.2 熱傳導機制32

4.3 具有常數係數以及Green函式的熱傳導公式33

4.3.1 點熱源35

4.3.2 線熱源36

4.3.3 橫向無限膨脹表面熱源38

4.3.4 橫向無限膨脹體積熱源41

4.3.5 高斯光強分布42

4.3.6 有限材料厚度42

4.4 熱物理常數與溫度的關係43

4.5 短脈寬時的熱傳導44

文獻44

第5章 熱力學46

5.1 彈性變形46

5.1.1同軸載入47

5.1.2同軸應變47

5.2熱致應力47

5.3塑性變形48

5.3.1塑性變形舉例49

文獻49

第6章相變50

6.1鐵碳相圖50

6.1.1純鐵50

6.1.2鐵碳混合52

6.2珠光體組織硬化54

6.2.1碳的擴散54

文獻56

第7章熔池流態57

7.1質量、動量和能量平衡57

7.2邊界條件58

7.3平面流勢60

7.3.1源熔流和偶極熔流60

7.3.2柱體周圍的熔流61

7.4層狀邊界層流63

7.4.1摩擦決定的邊界層流65

7.4.2慣性決定的邊界層流66

文獻67

第8章光致蒸發68

8.1熱動態平衡中的蒸發壓力68

8.2蒸發率69

8.3光致蒸發過程中的粒子和能量平衡72

8.4採用燃燒波描述蒸發過程75

8.5蒸發和Knudsen層的動態描述78

文獻80

第9章等離子物理81

9.1Debye半徑和定義83

9.2等離子熱動力學以及靜力學的幾個結果85

9.2.1理想等離子的狀態數86

9.2.2理想等離子的狀態參數88

9.2.3Coulomb糾偏89

9.2.4質量作用法則以及Saha公式91

9.3電漿的傳遞性能94

9.4電磁波與電漿的相互作用98

9.5非平衡過程103

9.6LTE模型中的等離子輻射106

9.6.1線性輻射107

9.6.2兩個連線狀態之間過渡區的吸收108

9.6.3線性輻射的輻射能量108

9.6.4線性輪廓109

9.6.5軔致輻射110

9.6.6複合輻射110

9.6.7儀器影響111

文獻111

第10章雷射光源113

10.1CO2雷射器113

10.1.1基本原理113

10.1.2結構113

10.2Nd∶YAG雷射器115

10.2.1基本原理115

10.2.2結構115

10.3半導體雷射器117

10.3.1基本原理117

10.3.2結構和性能118

10.4準分子雷射器121

10.4.1基本原理121

10.4.2結構122

文獻123

第11章表面技術124

11.1雷射相變硬化124

11.1.1目的124

11.1.2工藝125

11.1.3物理基礎128

11.1.4套用研究128

11.1.5工業套用實例131

11.2雷射重熔135

11.2.1物理基礎136

11.2.2工藝139

11.2.3套用研究140

11.2.4工業套用實例142

11.3雷射拋光143

11.3.1目的143

11.3.2工藝144

11.3.3設備146

11.3.4套用舉例147

11.4熔覆149

11.4.1目的149

11.4.2工藝149

11.4.3材料技術152

11.4.4套用153

11.5合金化和彌散化155

11.5.1目的155

11.5.2物理基礎156

11.5.3工藝157

11.5.4套用研究158

11.5.5套用舉例161

11.6雷射脈衝沉積工藝161

11.6.1物理基礎162

文獻166

第12章熱變形技術168

12.1彎曲168

12.1.1引言168

12.1.2過程模型169

12.1.3變形研究173

12.1.4雷射微變形技術在繼電器生產中的套用173

文獻176

第13章快速成形技術178

13.1雷射選區燒結178

13.1.1引言178

13.1.2塑性粉末的雷射選區燒結178

13.1.3金屬材料間接雷射選區燒結179

13.1.4金屬材料直接雷射選區燒結180

13.1.5雷射選區熔化181

13.2雷射生長技術183

13.2.1介紹183

13.2.2雷射生長零件的性能184

13.2.3CAD/NC結合187

13.2.4套用範圍188

13.2.5修復190

13.3立體印製191

13.4層加工技術193

13.4.1層加工技術19

13.5非雷射支持快速成形工藝194

13.5.1固相結合技術194

13.5.2熔覆沉積製造技術196

13.5.3三維印刷技術197

13.5.4層銑削技術198

文獻199

第14章連線技術200

14.1金屬材料的焊接200

14.1.1熱導焊200

14.1.2深熔焊205

14.1.3雷射複合焊208

14.2熱縮性材料的雷射焊接213

14.2.1目標213

14.2.2工藝基礎214

14.2.3套用研究217

14.2.4工業套用218

14.2.5小結220

14.3釺焊220

14.3.1物理基礎221

14.3.2工藝222

14.3.3工業套用224

14.4微小件焊接224

14.4.1引言224

14.4.2工藝和結果225

文獻229

第15章去除和打孔技術232

15.1單脈衝打孔232

15.1.1物理基礎233

15.1.2工藝236

15.1.3套用236

15.1.4套用舉例238

15.2叩擊打孔240

15.2.1物理基礎240

15.2.2工藝242

15.2.3套用243

15.2.4套用舉例244

15.3環轉打孔244

15.3.1工藝245

15.3.2套用246

15.3.3套用舉例247

15.4微結構化248

15.4.1引言248

15.4.2微結構化中的光束變換248

15.4.3對雷射的吸收250

15.4.4套用舉例252

15.5清洗253

15.5.1工藝253

15.5.2套用舉例254

文獻257

第16章分離技術260

16.1雷射助燃切割260

16.1.1引言260

16.1.2助燃切割對功率的要求和供給260

16.1.3火焰助燃切割261

16.1.4工藝原理263

16.1.5燃燒穩定的雷射助燃切割265

16.2熔化切割266

16.2.1基礎266

16.2.2工藝參數267

16.2.3帶有反射光學系統和火焰噴嘴的熔化切割270

16.2.4套用舉例272

16.3高速切割272

16.3.1基礎272

16.3.2工藝274

16.3.3套用舉例275

16.4升華切割275

16.4.1引言275

16.4.2雷射升華切割的能量平衡276

16.4.3非金屬材料升華切割的套用舉例277

16.5雷射精細切割279

16.5.1引言和套用範圍279

16.5.2工藝基礎279

16.5.3所用光源281

16.5.4套用舉例281

文獻283

第17章系統技術285

17.1過程監控285

17.1.1目的285

17.1.2工藝的分類285

17.1.3加工前以及加工後的過程監控286

17.1.4原位過程監控287

17.1.5帶有空間測量功能的過程監控290

17.1.6具有視覺感測功能的過程監控291

17.2雷射加工數控設備297

17.2.1設備模型297

17.2.2基本組成部分299

17.2.3雷射加工數控設備的功能擴展305

文獻311

第18章雷射測量技術315

18.1光三角法315

18.1.1引言315

18.1.2幾何參數的測量316

18.1.3光三角感測器的Scheim飛行條件以及特徵線317

18.1.4套用舉例319

18.1.5經濟意義324

18.2相干法325

18.2.1Michelson干涉儀326

18.2.2Mach-Zehnder干涉儀328

18.2.3Fizeau干涉儀330

18.2.4Speckle干涉法330

18.2.5白光干涉儀332

18.3光致螢光法335

18.3.1螢光基礎335

18.3.2生物科學中的螢光標記338

18.3.3光致螢光的經濟意義342

18.4共焦顯微術342

18.4.1目的342

18.4.2基礎343

18.4.3分辨能力344

18.4.4套用舉例345

18.4.5共焦雙光子顯微鏡346

18.5光學存儲介質的掃描系統347

18.5.1目的347

18.5.2物理基礎347

18.5.3掃描系統的技術實現348

18.5.4DVD的進展349

18.6雷射發射光學顯微術351

18.6.1工藝目標351

18.6.2基礎352

18.6.3工藝描述354

18.6.4時間分辨光譜儀356

18.6.5數據處理357

18.6.6測量範圍358

18.6.7套用舉例359

文獻361

附錄A光學366

A.1Fresnel公式的推導366

A.2電漿的介電性能368

A.3通過複數描述電磁場370

文獻371

附錄B連續體力學372

B.1坐標系統和變形梯度372

B.2變形373

B.3時間導數376

B.4Reynold的傳輸理論377

B.5質量平衡378

B.6動量平衡378

B.7材料公式380

B.7.1彈性體380

B.7.2牛頓流體381

B.8能量公式382

B.9能量傳輸計算中幾個重要數學公式的總結385

B.9.1空間積分385

B.9.2時間積分387

B.9.3誤差函式388

B.9.4指數積分388

B.10金屬中的擴散388

文獻390

附錄C光致蒸發391

C.1Clausius-Claperyon公式391

C.2與溫度相關的蒸發焓392

C.3速度轉矩393

文獻393

附錄D等離子物理394

D.1熱動力學的幾個結果394

D.2多次載入離子的概括396

文獻397