摘要：针对近年来发展的提高工件疲劳寿命的激光冲击强化技术,采用一级谐振级8级放大级的系统结构和模块化设计方法,研制出了激光冲击强化用大能量、短脉宽、高频率的Nd···YAG脉冲固体激光器,分析了激光器的设计方案、激光光路布置特点,并对其技术指标进行了测试。在预热20min后、环境温度变化小于2℃的情况下,单脉冲最大输出能量达25J,能量不稳定度小于3%,脉宽在1620ns范围内连续可调,脉宽不稳定度小于±1ns,光束发散角不超过2.5mrad,重复频率达5Hz。为进一步验证激光器的性能,对TC4钛合金进行了激光冲击强化试验,大幅度提高了TC4钛合金试件表面的残余压应力,测试和试验结果均表明,激光器的各项性能良好。

摘要：针对近年来发展的激光冲击强化技术,采用1级谐振8级放大的系统结构和模块化设计方法,研制出了激光冲击强化用短脉宽、大能量的Nd:YAG脉冲激光器,并对激光器技术指标进行了测试分析。在预热20min后、环境温度变化小于2℃的情况下,单脉冲最大输出能量高达25J,能量不稳定度小于3%,脉宽16～20ns可调,脉宽不稳定度小于±1ns,光束发散角小于等于2.5mrad,重复频率达5Hz。对TC4钛合金进行激光冲击强化实验,大幅度提高了TC4钛合金试件表面的残余压应力。结果表明,研制的激光器各项性能良好。

摘要：为了克服现有激光冲击强化离线检测方法的缺点,对基于激光等离子体冲击波效应的在线检测系统进行了研究。激光被工件表面的吸收层吸收,在约束层的约束下形成高温高压的等离子体,并以冲击波的形式向外传播。该系统对空气中传播的冲击波进行采样、存储、数字滤波和波形数据分析,提取声压水平因子,来判断激光冲击强化的效果。提出了具体的实施方案,设计出了结构简单、实现方便的激光冲击强化在线检测系统,并通过测量工件表面的残余应力验证测量数据的可靠性。实验表明设计开发的激光冲击强化在线检测系统反应灵敏,检测结果可靠。

摘要：针对目前国内激光冲击强化设备工业化程度不高的问题,采用固定光路系统结构形式和模块化设计方法,研制了一款激光冲击强化设备。分析了激光冲击强化设备的设计方案、激光光路布置特点以及系统控制方法,并对激光冲击强化设备技术指标进行了测试。保持室温在(22±2)℃以内,设备开机20 min后,输出最大脉冲能量可达25 J,能量波动范围不超过3%,脉宽在16 ns?20 ns之间连续可调,波动范围在-1 ns?1 ns以内,光束的发散角小于2.5 mrad,光束指向波动小于50μrad,重复频率0.5 Hz?5 Hz可调,光路系统的传输效率约为92%,约束层厚度均匀、且流量连续可控。测试结果表明,激光冲击强化设备的各项性能良好。

摘要：为了研究中厚板铝合金的真空电子束焊接性能,采用THDW-6真空电子束焊机对AL6061-T6铝合金中厚板进行焊接,研究了加速电压、工作距离和焊接速度对焊缝深宽比和金相组织的影响。分析了焊接参数为:工作距离110mm、工作电压70kV、电子束流40mA、聚焦电流638mA、焊接速度540mm/min的力学性能和显微组织结构,焊缝的抗拉强度约为母材的87%,焊缝的显微组织晶界明显,晶粒呈立方化,焊接的铝合金箱体的漏率优于10-9Pa·m3/s。试验结果表明,焊接接头的力学性能高,宏观形貌和金相组织良好。

摘要：研究了激光冲击强化对航空常用材料6082铝合金的作用效果,考查了激光脉宽、单脉冲能量、冲击次数以及吸收层的厚度等工艺参数对该铝合金的显微硬度的影响,并对激光冲击强化工艺参数进行了正交试验设计。通过对正交试验进行分析,统计了不同因素最佳的冲击强化工艺,得出6028铝合金最佳的工艺参数:16 ns激光脉宽、6 J单脉冲能量、一次冲击、0.2 mm吸收层厚度。对正交试验结果进行了分析,得到结论:由于6082铝合金的屈服强度较低,因此最高弹性应力也较低,强化效果最优的值较低,功率密度过大反而会影响激光冲击强化的效果,表面显微硬度也会随之降低。

摘要：结合激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,设计激光清洗在线监测系统以实时监测激光清洗的质量。实验所用的激光器为光纤激光器,其可以在多维空间中加工应用。首先确定激光清洗速度,并研究LIBS随激光单脉冲能量密度的变化规律,用来表征碳纤维复合材料清洗的效果。然后在数据分析的处理上,采用均值平滑去除背景的方法处理包络状的光谱连续背景;采用DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法实现光谱噪声和有效数据的分离;采用皮尔逊系数分析的方法确定激光清洗的最佳烧蚀次数,为激光清洗实现过程自动优化控制提供判定依据。最后采用扫描电子显微镜分析碳纤维表面形貌特征,证实LIBS技术在线监测激光清洗效果的有效性。

摘要：In this work,the nickel-based powder metallurgy superalloy FGH95 was selected as experimental material,and the experimental parameters in multiple overlap laser shock processing(LSP)treatment were selected based on orthogonal experimental *** experimental data of residual stress and microhardness were measured in the same *** residual stress and microhardness laws were investigated and *** neural network(ANN)with four layers(4-N-(N-1)-2)was applied to predict the residual stress and microhardness of FGH95 subjected to multiple overlap *** experimental data were divided as training-testing sets in *** energy,overlap rate,shocked times and depth were set as inputs,while residual stress and microhardness were set as *** prediction performances with different network configuration of developed ANN models were compared and *** developed ANN model with network configuration of 4-7-6-2 showed the best predict *** predicted values showed a good agreement with the experimental *** addition,the correlation coefficients among all the parameters and the effect of LSP parameters on materials response were *** can be concluded that ANN is a useful method to predict residual stress and microhardness of material subjected to LSP when with limited experimental data.

摘要：为实现激光冲击强化在线检测,针对激光诱导等离子体声波现象,采用SIA-AEDAC-01型声发射数据采集卡采集声波信号,研究并设计了一种激光诱导等离子体声波信号实时采集分析软件系统。设计了该系统的可行性和准确性测试实验,首先用激光冲击强化在线检测系统采集传播在空气中的激光诱导等离子体声波信号,并从中提取等离子体声波信号能量;利用X射线应力分析仪测量试件强化后的残余应力以验证激光冲击强化实验的可靠性。实验结果表明,本文设计开发的软件系统能实时采集分析激光冲击强化过程中的等离子体声波信号,并能准确提取每一次冲击强化产生的声波信号能量;且随着激光冲击能量的增加,等离子体声波信号能量和试件表面残余压应力都增大,且二者曲线线型一致,说明该软件系统准确可靠,满足激光冲击强化在线检测的需求。

摘要：为了实现真正意义上的芯片实验室,金属微电极正在成为微流控芯片的重要组成部分。针对铜薄膜微电极在热键合过程中的断裂问题,利用断口分析技术研究了其断裂行为。分析了多种制备断口的方法并利用精密的自动砂轮划片机制备出了理想的断口试样,对断口试样进行宏观分析,判定该断裂是由于剪切引起的韧性断裂,利用扫描电子显微镜进行微观分析,推断出电极在热键合过程中既承受剪切力又承受拉应力,判定铜薄膜微电极在PMMA芯片热键合过程中的断裂机理是一种典型的韧窝式韧性断裂,铜薄膜微电极的断裂是由较高的热键合温度引起的。