激光焊接/切割/熔覆技术

第1章　概述

1.1激光加工的原理与特点

1.1.1激光加工的工作原理

1.1.2激光加工技术的特性

1.1.3激光加工工艺

1.2激光加工现状及发展趋势

1.2.1激光加工的技术现状

1.2.2激光加工技术的发展趋势

1.2.3存在的问题和市场展望

2.1激光的物理特性

2.1.1激光的特点

2.1.2激光产生的基本原理

2.1.3表征激光光束质量的特征参数

2.1.4激光光束的输出形状

激光加工技术是21世纪最有发展前景的制造技术之一，众多的高新技术成果与激光技术有着密切的联系。激光束具有可以在大气中进行焊接、切割和熔覆的特点，聚焦后的光斑直径只有0"sup--normal" data-sup="1" data-ctrmap=":1,"> [1]

激光加工技术是21世纪有发展前景的制造技术之一，众多的高新技术成果与激光技术有着密切的联系。激光束具有可在大气中进行焊接、切割和熔覆的特点，热输入小，加工质量好。激光技术的应用产生了显著的经济和社会效益，符合“优质、高效、低耗、无污染”的发展方向，是值得推广的先进制造技术。本书特点是从实用性角度对激光焊接、切割和熔覆技术做了简明的阐述，突出科学性、先进性和新颖性等特色，有助于推进激光技术的发展。本书供从事与激光技术研发、焊接-切割-熔覆和制造的工程技术人员、管理人员、质检人员使用，也可供高等院校师生、科研院（所）、厂矿企业的相关人员参考。

激光加工技术是21世纪*有发展前景的制造技术之一，众多的高新技术成果与激光技术有着密切的联系。激光束具有可在大气中进行焊接、切割和熔覆的特点，热输入小，加工质量好。激光技术的应用产生了显著的经济和社会效益，符合“优质、高效、低耗、无污染”的发展方向，是值得推广的先进制造技术。本书特点是从实用性角度对激光焊接、切割和熔覆技术做了简明的阐述，突出科学性、先进性和新颖性等特色，有助于推进激光技术的发展。

本书可供从事激光技术研发、激光焊接-切割-熔覆和制造的工程技术人员、质检人员、管理人员使用，也可供高等院校师生以及科研院（所）、厂矿企业的相关人员参考。

第1章概述001

1.1激光加工的原理、特点与工艺001

1.1.1激光加工的原理001

1.1.2激光加工的特点002

1.1.3激光加工的工艺003

1.2激光加工技术的现状及发展趋势007

1.2.1激光加工技术的现状007

1.2.2激光加工技术的发展趋势008

1.2.3存在的问题和市场展望009

第2章激光加工基础010

2.1激光的物理特性010

2.1.1激光的特点010

2.1.2激光产生的基本原理011

2.1.3表征激光光束质量的特征参数013

2.1.4激光光束的输出形状015

2.2激光器及加工系统016

2.2.1激光器的基本组成及发展016

2.2.2从CO2气体激光器到光纤激光器018

2.2.3大功率光纤激光器及其发展029

第3章激光焊接036

3.1激光焊的原理、特点及应用036

3.1.1激光焊原理及分类036

3.1.2激光焊熔透状态特征及焊缝形成特点042

3.1.3激光焊的特点及应用043

3.2激光焊设备及工艺048

3.2.1激光焊设备及技术参数048

3.2.2脉冲激光焊工艺特点及工艺参数052

3.2.3连续激光焊工艺及参数054

3.2.4激光-电弧复合焊设备及工艺模式062

3.2.5激光钎焊工艺064

3.3不同材料的激光焊066

3.3.1钢的激光焊066

3.3.2有色金属的激光焊068

3.3.3高温合金的激光焊074

3.3.4异种材料的激光焊075

3.4激光-电弧复合焊076

3.4.1激光-电弧复合焊的原理及热源分类076

3.4.2激光-电弧复合焊的特点080

3.4.3激光与电弧的复合方式082

3.4.4激光-电弧复合焊参数对焊缝成形的影响085

3.4.5激光-电弧复合焊的应用094

3.5激光焊的应用示例096

3.5.142CrMo钢锥齿轮轴的窄间隙激光焊096

3.5.2冷轧钢板与高强度镀锌钢板车身的CO2激光拼焊097

3.5.3铝/钢异种金属的激光-MIG复合焊098

3.5.4大厚度不锈钢板的激光焊099

3.5.5不锈钢超薄板的脉冲激光焊101

3.5.6管线钢的激光焊101

3.5.7汽车高强钢板光纤激光焊103

3.5.8大厚度板复合热源深熔焊接104

3.5.9有色金属激光-电弧复合焊105

第4章激光切割107

4.1激光切割的原理、特点及应用107

4.1.1激光切割的原理及分类107

4.1.2激光切割的特点109

4.1.3激光切割的应用范围111

4.1.4工程材料的激光切割112

4.2激光切割设备114

4.2.1激光切割设备的组成115

4.2.2激光切割用的激光器116

4.2.3激光切割的割炬118

4.2.4数控激光切割机和激光切割机器人121

4.2.5激光切割设备的技术参数123

4.3激光切割工艺125

4.3.1激光切割的工艺参数125

4.3.2激光切割的操作程序及关键技术133

4.3.3激光切割的质量及控制136

4.4激光切割的应用142

4.4.1钢铁材料的激光切割142

4.4.2有色金属的激光切割151

4.4.3非金属材料的激光切割157

4.4.4汽车桥壳的激光切割158

4.4.5水导引激光切割159

第5章激光熔覆和选区激光熔化161

5.1激光熔覆的原理与特点161

5.1.1激光熔覆的原理161

5.1.2激光熔覆的分类162

5.1.3激光熔覆的特点及应用164

5.1.4激光熔覆的现状及存在问题167

5.2激光熔覆设备与材料168

5.2.1激光熔覆设备168

5.2.2激光熔覆材料170

5.2.3激光熔覆材料的设计和选用175

5.2.4熔覆材料的添加方式178

5.3激光熔覆工艺179

5.3.1激光熔覆的工艺概述179

5.3.2激光熔覆的工艺参数180

5.3.3激光复合熔覆技术184

5.3.4激光熔覆层的显微组织特征185

5.3.5激光熔覆层的性能187

5.3.6激光熔覆层的耐磨性评定191

5.3.7激光熔覆层的应力状态191

5.4选区激光熔化193

5.4.1选区激光熔化简介193

5.4.2选区激光熔化原理194

5.4.3选区激光熔化设备及工艺195

5.4.4选区激光熔化技术的研究进展198

5.5激光熔覆的应用199

5.5.1钢铁材料的激光熔覆201

5.5.2钢轧辊的激光熔覆201

5.5.3轴类件的激光熔覆205

5.5.4钛合金的激光熔覆209

5.5.5液压支架高强钢关键件的激光熔覆214

5.5.6宽束激光熔覆Ni60 WC复合层224

5.5.7选区激光熔化制备18Ni300钢模具228

5.5.8极端条件下的激光熔覆239

第6章激光质量监测及安全防护241

6.1激光器的光束质量及聚焦质量241

6.1.1激光器的光束质量241

6.1.2光束质量对聚焦的影响245

6.1.3引起激光束焦点位置波动的因素248

6.2激光与材料的相互作用252

6.2.1材料吸收激光的规律及影响因素252

6.2.2激光作用下材料的物态变化256

6.3激光加工过程监测257

6.3.1激光与材料作用过程的监测257

6.3.2激光束焦点位置检测与控制261

6.4激光加工安全与防护266

6.4.1激光辐射对人体的危害267

6.4.2激光危害的工程控制268

6.4.3激光的安全防护268

参考文献269