雷射製造技術

《雷射製造技術》是2012年1月機械工業出版社出版的圖書，作者是史玉升。本書對雷射產生的基本原理、特性以及各種工業雷射器進行了介紹；較詳細論述了各種雷射製造的原理、方法以及實際套用，同時也介紹了各種雷射製造方法的最新研究進展。

基本介紹

• 書名：雷射製造技術
• 作者：史玉升 等 
• 類別：機械工程
• 定價：￥42.00 
• 出版社：機械工業出版社 
• 出版時間：2012-01 
• 書號：978-7-111-36243-2 

出版信息

作者：史玉升 等編著

出版日期：2012年1月

開本：B5

頁數：276頁

字數：354千字

定價：42.00元

內容簡介

《雷射製造技術》共分8章。

《雷射製造技術》適用於從事雷射加工方向研究的專業人員，大專院校材料加工以及機械類本科生、研究生作為教科書使用，也可供相關技術人員參考。

前言

雷射製造是一種新型的特種先進制造技術，該技術涉及光學、物理、材料、材料加工、機械製造、計算機、自動控制等多種學科，內容非常廣泛，屬於典型的交叉學科。然而，與傳統的製造技術相比，目前我國對雷射製造的理論和技術研究相對落後，全面系統地論述這方面的技術圖書不多。

華中科技大學在雷射及其器件、雷射加工工藝及裝備、雷射製備新材料等方面具有長期的研究和套用經歷，並取得了一系列的科研成果，其中的一些在國內外得到了廣泛的推廣和套用。為了培養雷射製造技術人才，更深入地研究雷射製造技術，拓寬其套用領域，凝練和總結了華中科技大學有關雷射製造方面的研究成果，編寫了這本《雷射製造技術》。

本書對雷射製造的理論和技術進行了全面系統的論述。全書共分8章，第1章介紹了各種類型雷射器原理及系統，包括CO2雷射器、團體雷射器（棒狀固體雷射器、片式雷射器、光纖雷射器）等；第2章介紹了振鏡式雷射掃描技術及系統，包括設計與最佳化方法、數學模型和掃描圖形誤差校正方法；第3章介紹了雷射快速成形製造技術及系統，包括分層實體製造（LOM）、立體光造型（SLA）、選擇性雷射燒結（SLS）、選擇性雷射熔化（SIM）；第4章介紹了雷射焊接技術，包括雷射焊接機理、雷射焊的工藝特性、雷射焊新方法和雷射焊接過程監測與質量控制；第5章介紹了雷射焊接粉未冶金材料及金剛石工具，包括雷射焊接金剛石工具常用粉末冶金材料、雷射焊接金剛石刀頭過渡材料及基體材料、雷射焊接工藝特點及工藝參數、焊縫組織及焊接缺陷分析、焊接強度檢測；第6章介紹了雷射彎曲成形技術，包括雷射彎曲的成形機理、數學模型、工藝特性、自動控制系統和套用；第7章介紹了雷射製備納米顆粒的方法，包括雷射團相蒸發法、雷射液相蒸發法和雷射-感應複合加熱蒸發法；第8章介紹了雷射表面工程及其工業套用，包括雷射硬化、雷射合金化和雷射熔覆。

目錄

前言

第1章雷射器系統1

1.1雷射的基本物理原理1

1.1.1雷射基礎1

1.1.2光束傳輸比、光束傳播及聚焦4

1.2CO2雷射器8

1.2.1CO2雷射器的工作原理8

1.2.2CO2雷射器的結構9

1.3固體雷射器13

1.3.1棒狀固體雷射器13

1.3.2片式雷射器17

1.3.3光纖雷射器18

1.3.4高功率的光纖雷射器及其包層泵浦技術18

1.3.5固體雷射器的頻率變換19

參考文獻20

第2章振鏡式雷射掃描技術及系統21

2.1概述21

2.1.1振鏡式雷射掃描技術簡介21

2.1.2國內外研究現狀22

2.2振鏡式雷射掃描系統的設計與最佳化23

2.2.1振鏡式雷射掃描系統的基本原理23

2.2.2振鏡式雷射掃描系統的雷射特性24

2.2.3振鏡式雷射掃描系統的雷射擴束25

2.2.4振鏡式雷射掃描系統的雷射聚焦26

2.3振鏡式雷射掃描系統的數學模型27

2.3.1振鏡式雷射物鏡前掃描方式的數學模型27

2.3.2振鏡式雷射物鏡後掃描方式的數學模型28

2.4振鏡式雷射掃描系統的設計與誤差校正29

2.4.1振鏡式雷射掃描系統的構成29

2.4.2振鏡式雷射掃描系統的掃描控制33

2.4.3振鏡式雷射掃描系統的誤差分析35

2.4.4振鏡式雷射掃描系統的掃描圖形誤差校正36

參考文獻40

第3章雷射快速成形技術及系統42

3.1概述42

3.1.1快速成形技術的基本概念42

3.1.2快速成形技術產生的背景42

3.1.3快速成形技術的發展43

3.1.4快速成形技術的特點43

3.2分層實體製造（LOM）46

3.2.1LOM原理46

3.2.2LOM材料46

3.2.3LOM套用實例47

3.3立體光造型（SLA）49

3.3.1SLA原理49

3.3.2SLA材料51

3.3.3SLA套用實例52

3.4選擇性雷射燒結（SLS）53

3.4.1SLS原理53

3.4.2SLS材料55

3.4.3SLS套用實例56

3.5選擇性雷射熔化（SLM）65

3.5.1SLM原理65

3.5.2SLM材料66

3.5.3SLM套用實例68

3.6雷射快速成形技術的發展趨勢70

3.6.1成形模型向製造製件轉變70

3.6.2個性化向極端化拓展71

3.6.3傳統學科向新型學科交叉融合方向發展72

參考文獻73

第4章雷射焊技術76

4.1雷射焊機理76

4.1.1雷射熱導焊76

4.1.2雷射深熔焊78

4.2雷射焊的工藝特性82

4.2.1功率和速度82

4.2.2光束直徑和模式82

4.2.3偏振82

4.2.4波長83

4.2.5焦點位置83

4.2.6接頭幾何形式85

4.2.7氣體保護和氣體壓力85

4.2.8光致電漿的控制87

4.2.9材料性質的影響90

4.3雷射焊新方法91

4.3.1雷射複合焊91

4.3.2複合焊技術的套用101

4.3.3雙束雷射焊106

4.3.4雷射填充材料焊接108

4.4雷射焊過程監測與質量控制112

4.4.1雷射焊過程監測113

4.4.2雷射焊過程控制115

4.4.3雷射焊過程監測與質量控制的發展趨勢116

參考文獻118

第5章雷射焊接金剛石工具119

5.1雷射焊接金剛石工具常用粉末冶金材料119

5.2雷射焊接金剛石工具的刀頭過渡材料及基體材料126

5.2.1金剛石刀頭過渡層127

5.2.2雷射焊接鋸片基體130

5.3雷射焊的工藝特點及焊接參數132

5.3.1光束傳輸比133

5.3.2焦點位置133

5.3.3雷射焊接輸入能量135

5.3.4保護氣體流量及電漿的控制139

5.4焊縫組織及焊接缺陷分析140

5.4.1微觀組織分析140

5.4.2顯微硬度分析143

5.4.3雷射焊缺陷分析144

5.5焊縫強度檢測149

5.5.1金剛石鋸片切割過程中受力分析149

5.5.2焊縫強度標準及強度檢測150

5.5.3專用金剛石焊縫強度檢測儀——扭力扳手152

參考文獻156

第6章雷射彎曲成形技術158

6.1雷射彎曲成形機理159

6.1.1溫度梯度機理159

6.1.2翹曲機理159

6.1.3鐓粗機理161

6.2雷射彎曲數學模型161

6.2.1解析模型161

6.2.2數值模型171

6.3雷射彎曲的工藝特性174

6.3.1雷射誘發熱應力成形的溫度循環和彎曲過程的關係174

6.3.2影響雷射成形的主要因素176

6.3.3雷射彎曲對材料組織性能的影響181

6.4雷射彎曲的自動控制系統188

6.5雷射彎曲的套用189

6.5.1一次成形189

6.5.2二次成形191

參考文獻194

第7章雷射製備納米顆粒196

7.1雷射固相蒸發法197

7.1.1基本原理197

7.1.2工藝參數199

7.1.3脈衝雷射蒸發法203

7.2雷射液相蒸發法205

7.2.1基本原理206

7.2.2工藝參數207

7.2.3脈衝雷射液相蒸發法製備納米顆粒及其溶膠212

7.3雷射?感應複合加熱蒸發法213

7.3.1基本原理214

7.3.2工藝參數的影響215

7.3.3雷射?感應複合加熱蒸發法製備納米Al粉工藝220

參考文獻223

第8章雷射表面工程及其工業套用225

8.1工業雷射器及配套裝備介紹225

8.1.1雷射的特性225

8.1.2典型雷射器的工作原理226

8.1.3典型的雷射表面工程系統230

8.2雷射硬化235

8.2.1雷射硬化的原理和技術特點235

8.2.2雷射與材料互動作用的物理過程237

8.2.3雷射淬火工藝方法238

8.2.4雷射淬火中的材料組織變化242

8.2.5雷射淬火套用實例243

8.3雷射表面合金化249

8.3.1雷射表面合金化的原理和技術特點249

8.3.2雷射表面合金化材料體系及工藝控制250

8.3.3合金化層組織結構及性能252

8.3.4雷射表面合金化套用實例253

8.4雷射熔覆256

8.4.1雷射熔覆的原理及技術特點256

8.4.2雷射熔覆材料體系及工藝控制257

8.4.3雷射熔覆層的組織結構262

8.4.4雷射熔覆套用實例263

參考文獻265