激光表面处理技术在汽车工业中的应用及前景

激光加工技术是近几十年来迅速发展起来的一门高新技术,它是以高密度能源为中心,快速、局部地对机械零部件进行特种加工与处理,能够完成普通机械加工无法解决的一系列问题尤其在零部件的表面处理方面成效更为显著本文结合激光表面处理技术在汽车零部件表面强化中应用的大量实例,从激光表面处理技术的基本工作原理和工作特点出发,对其进行总结和分类,并综述了目前激光表面处理技术在国内外汽车工业中的研究、开发与应用通过深入分析激光表面处理技术在汽车零部件上现已解决的问题、现存的问题以及激光加工设备研制的情况,探讨了激光表面处理技术在汽车工业中应用的发展趋势和广阔前景     

激光表面处理技术在汽车工业中的应用

结合激光表面处理技术在汽车零部件表面强化中应用的大量实例,从激光表面处理技术的基本原理和工作特点出发,对其进行总结和分类.并论述目前激光表面处理技术在国内外汽车工业中的研究、开发和应用,为进一步提高国产发动机的使用寿命提供了一个有效的途径.最后探讨了激光表面处理技术在未来工业中应用的发展趋势和广阔前景.     

激光焊接技术在汽车工业中的应用

激光焊接技术已经在国际上被广泛认可和采用,尤其是在汽车行业中,它的发展速度最快。国外汽车行业的激光焊接技术在激光切割、激光焊接以及激光表面处理等方面有了很大的发展。同时,国外汽车业已经开始应用了最具潜力的激光拼焊。针对国外汽车行业对激光焊接技术的应用,可以得出激光焊接技术已经大大推动了汽车工业的发展。在我国,激光焊接技术在汽车业中也应深入研究和产业化,从而推动我国汽车工业的发展。     

王立军院士: 大功率半导体激光在智能装备制造领域的应用

一、半导体激光在智能装备制造领域的应用 (一)在传统激光制造领域 半导体激光在车辆制造、船舶制造、航空航天、电子电气、钢铁冶金、能源这些方面发挥了重大的作用.它的显著优点是电光转换效率高.半导体激光的光源加工设备具有高效、节能、运行成本低的优点.在欧美发达国家,50%-70%的汽车零部件由激光加工完成,年产每万辆汽车至少需要30台激光加工设备,可以节省原材料.     

激光加工在线监测技术研究进展

激光加工技术是一种非接触式先进加工技术,主要利用激光与物质相互作用过程中产生的光物理、光化学反应对物质进行加工.现阶段,激光加工技术在航空航天、汽车制造、医疗卫生、仪器仪表和核工业等领域有着极为重要的应用价值.随着该技术工业化程度的不断加深,对其加工效率和加工质量提出了越来越高的要求.相比于使用成本较高的超短脉冲激光器实现这一目标,使用监测技术对加工过程进行观察和调控是更为合理的手段.传统的离线监测技术采用先加工后分析的方式对激光加工进程和加工缺陷进行监测,这种方法往往伴随着较差的时效性和较低的工作效率,在面对工况复杂多变、工件结构和组分多样化的实际工业生产时无法大规模应用.因此,在线监测技术作为一种必要的辅助手段,目前逐渐被广泛地应用到激光加工过程中.本文首先从时间尺度上分析了激光与物质相互作用的机理,阐述了不同脉宽激光加工时的一系列物理现象,明确了在线监测系统工作的切入点.针对国内外在激光加工过程中应用的在线监测技术进行了系统综述,详细分析了由声学传感器、光谱仪、光电二极管、视觉传感器和温度传感器等单一传感器构成的在线监测技术各自的工作原理、系统组成以及优缺点,同时阐述了这些传感器之间相互复合以及将传感器与新兴的人工智能技术结合的在线监测技术的应用现状,并基于现有在线监测技术的不足对其未来的发展趋势进行了展望.     

激光处理技术在机械工程中的应用

简述了激光表面改性技术的研究与发展现状,特别是激光冲击硬化与激光镀技术。对各项技术的原理、特点和国内外研究现状加以描述,重点是对激光表面处理技术在实践工程中的应用加以叙述。     

柔性加工技术—激光加工

介绍了激光加工的特点、激光柔性加工的实现方法以及激光加工技术在汽车工业中的应用．利用作者开发的激光三维加工软件LasCAM2000,成功地对国产红旗轿车进行了三维激光加工,填补了国内汽车制造业中激光三维加工的空白．     

柔性加工技术——激光加工

介绍了激光加工的特点、激光柔性加工的实现方法以及激光加工技术在汽车工业中的应用．利用作者开发的激光三维加工软件LasCAM2000，成功地对国产红旗轿车进行了三维激光加工，填补了国内汽车制造业中激光三维加工的空白。     

激光加工多孔端面机械密封

介绍了激光加工多孔端面机械密封的结构特点,阐述了激光加工多孔端面机械密封的工作原理,指出端面微孔产生的动压效应可有效地提高机械密封的最大PV值。对各种加工方法进行比较可知,在机械密封端面上加工微孔,激光表面处理技术是惟一有效的加工方法。作者的试验研究表明,与普通机械密封相比,激光加工多孔端面机械密封可明显地降低密封面间的摩擦力矩,实现端面间的流体润滑,因而延长密封寿命。     

激光熔覆技术在模具表面处理中应用

针对模具制造、修复与预保护中表面处理问题,提出应用激光熔覆技术,对模具表面进行激光处理,该技术与常规的模具表面处理技术相比,具有工件变形小,涂覆层质量稳定,表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性显著提高等优点。     

激光技术在机械制造中的应用与新进展

本根据激光技术加工特点，综述国内外激光技术在机械零件材料的切割，打孔，焊接、表面处理等方面的应用及其在快速成形制造中的新发展。     

短脉冲激光加工微结构及其成型技术研究（英文）

短脉冲激光具有高精度、非接触和高可控性等优点,可以针对各种材料进行表面精细加工。如在医用钛合金表面加工出不同形貌、尺寸的微结构,能够有效地改善植入物表面生物活性。利用短脉冲激光在材料加工上的优势,开展了纳秒激光脉冲烧蚀试验,探究纳秒激光与钛合金间的相互作用。阐明钛合金表面火山坑微结构的形成机理,并开展多脉冲激光参数试验,研究激光参数对微结构成型的影响,建立参数与特征尺寸间的映射关系。该研究可以获得具有特定尺寸、高加工质量的微结构,有助于短脉冲激光微加工技术的应用,具有良好的学术和工程意义。     

应用RE与RP技术进行汽车排气管铸造模具快速制造

汽车排气管是汽车重要的零部件之一,其结构复杂,难以用传统的方法进行产品和模具的再设计及二次开发。本文论述应用反求工程(RE)及快速成形(RP)技术对汽车排气管铸造模具进行快速制造的技术。通过三坐标测量机获取排气管表面的空间点数据,进一步获得产品的CAD数字模型,通过CAD分模功能获得排气管铸造模具模型;基于分层制造、逐层叠加成形的原理,采用快速成型技术直接、精确、快速地进行汽车排气管铸造模具的制造。从模具的概念设计到制造完毕仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右,应用RE与RP技术进行模具的快速制造方法已为业界高度重视。     

纳秒激光制备钛表面纹理结构及其润湿性研究

激光加工技术可在材料表面形成多种纹理结构,为了研究激光加工所得不同纹理结构对材料润湿性的影响,通过纳秒激光加工技术在金属钛表面分别加工直线、网格和点阵的表面纹理结构。采用扫描电子显微镜、接触角测量仪、粗糙度分析仪和X射线光电子能谱分别对激光加工后的钛表面进行表面形貌、接触角、粗糙度与化学成分的表征与分析。结果表明:初经激光纹理加工后试样表面的粗糙度较激光加工前均显著提高,但此时3种纹理结构试样表面接触角均小于90°;随着时间的推移,被加工材料表面化学成分的改变带来了材料表面自由能的变化,进而使被加工表面接触角总体呈现上升趋势;待试样表面化学成分稳定后接触角也基本保持不变,并且对于每种纹理结构而言,其接触角随粗糙度的增加而升高。直线、网格和点阵纹理结构试样表面接触角最终可达157.2°,153.1°和134.6°,从而实现了钛表面润湿性由亲水性向疏水性的转变。     

镁及镁合金产业的现状及发展趋势

2004年3月14日至18日,美国北加州汽车行业与镁行业联合召开镁技术国际研讨会。主要议题是：镁及镁合金焊接技术在汽车上的应用;变形镁合金、强韧化技术、抗蚀性及表面处理技术;镁的回收及环境;铸造技术;汽车零部件主题技术;新合金的开发及高强韧、高疲劳、高温和耐蚀。20多个国家的代表参加了本次盛会,其中有美国通用、福特汽车两大公司和世界上最大的两个镁企业。     

浅谈机械零部件的思维创新

传统机械机械：零部件容易腐蚀；零部件容易疲劳损坏，断裂．表面刺落；零部件容易摩擦损坏。由于运用了新材料，新的热处理和化学处理工艺及新的表面处理技术，这些问题在一定程度上获得了解决，但疲劳断裂．零件拆后重装失准，加工度时和废料过多等问题解决得还远远不够。为了解决机械零部件设计和应用中仍然存在的问题，我们需要发散思维，进行不断的试验，改进和创新。     

激光微加工在航空发动机MRO中的应用

作为一种精密制造技术,激光微加工在航空发动机中复杂部件的维护、修理和全面翻修(Maintenance,Repair and Overhaul,MRO)中表现出明显的优势和巨大的潜力.随着新一代航空发动机性能指标的不断提升,其关键零部件将长期服役于更为苛刻的极限环境下,如高温、高压以及高转速等,工况环境对其耐热性、机械强度、表面摩擦系数、防结冰性等方面提出了很高的要求.激光微加工作为一种非接触式的表面处理技术,可以促进以上相关性能的实现.本文将基于激光与航空材料相互作用机理及其应用,介绍激光微加工技术在航空发动机MRO和生产制造中的广泛应用,探究航空发动机先进制造过程中激光加工的具体工艺和特征.由于航空发动机制造和维修的过程十分复杂,研究人员将利用激光的单色性、高亮度、高方向性和相干性等特点,基于光热过程和光化学过程两种机理,探索激光与物质相互作用的物理机制和动态过程,并讨论其在激光微纳制造、清洗、增材制造、冲击强化以及焊接切割等关键制造工艺中的合理应用.本文对激光微加工领域在航空发动机行业中的技术进行了综述,为航空发动机维修和服务保障体系建设中所需的工程技术支援和前沿研究技术联动提供了一种新模式,有望能促进与之相关的保障装备得以快速发展.     

新型材料在汽车零部件产品中的应用

随着汽车产品呈现出电动化、智能化、轻量化的发展趋势,汽车零部件产品设计与生产面临着更高的要求,而重视将新型材料应用到汽车零部件产品设计与生产当中,是确保汽车零部件产品适应汽车产品发展趋势的关键。本文围绕新型材料在汽车零部件产品中的应用,对汽车零部件产品设计与生产中的高性能磁性材料、摩擦材料、催化材料、陶瓷材料、纳米材料及其应用进行了分析与论述。     

加工表面形貌数字处理的若干问题

本文讨论了将表面形貌仪与通用微处理机联机,对加工表面进行数字处理的技术.目前国产表面形貌仪只能测定 R_a一项参数,应用这种技术后,可以作任意参数的评定.作者通过对五种加工表面的各十个形貌参数,进行了编程计算,并对表面作了频谱分析研究.探讨规律,认为这种应用是可行的,效果是好的,可以大大扩大商品形貌仪的功能,从而提高加工表面质量评定工作的水平.同时作者还对表面数字处理中用的三个基本规范:评定长度、取样长度和采样间隔,进行了研究,提出了不同于国内外长期以来所沿用的规范的设想和数据.     

激光先进制造专题·编者按

由于激光突出的单色性、高亮度、高方向性和相干性等特点,经过多年的研宄发展,激光先进制造技术经历了以激光打标、激光表面处理、激光切割、激光打孔和激光焊接等为代表的激光宏观制造技术,以激光精密切割、激光精密钻孔和激光烧蚀等为代表的激光微细加工技术,和以激光制备纳米颗粒、激光诱导表面微纳米结构、干涉光刻和近场纳米制造为代表的激光微纳加工技术等多个发展阶段,覆盖了从毫米到纳米的不同加工尺度,在现代先进制造业中发挥着越来越重要和广泛的作用.