现代激光加工

1、现代激光加工课程编号：80120073课程名称：现代激光加工英文名称：Modern Laser Materials Processing任课教师：刘文今，钟敏霖，张旭东学分：3（课内学时周）开课学期：春季学期课程类别：选修先修课程：金属学与热处理，材料加工原理，材料加工工艺，电工电子学教材：自编讲义一、 课程简介：作为二十世纪科学技术最新成果（激光、计算机、新材料）相互渗透及它们与传统制造技术相互结合、相互促进的典型产物，基于高能激光束的先进加工与制造技术日益成为当代科学技术进步中非常活跃、富有成果并迅速获得工业推广的重要领域，而激光加工在工业中所占的比重已成为衡量一个国家工业加工水平高低的重

2、要指标之一。“现代激光加工”作为专门为研究生开设的选修课程，以专题研讨的方式，重点阐述加工用激光器与激光加工系统的理论基础和最新进展，激光作用下超高速加热冷却条件下金属与合金的物理冶金过程及化学冶金学问题，激光光致等离子体的发生及其影响机制，激光合成新材料及利用激光实现材料连接、改性、去除、涂覆、局部成形直至逐层堆积实现零件直接快速制造的理论问题和检测控制问题。本课程主要面对机械、材料、汽车及相关学科的博士研究生和硕士研究生。二、 基本要求：本课程通过相关理论问题与工艺问题的讨论，结合科学研究与工业应用中典型事例的分析，以及对激光加工领域以及热点与前沿问题的介绍，力求在培养研究生主动开阔视野、

3、勇于创新的精神，以及将理论基础与科学实验和实际应用结合的脚踏实地的治学态度方面有所启迪。三、 内容提要：第一章 激光原理与特性学时 激光产生机理与激光模式 激光器基本构成 激光的激发机理 激光的激发机理 半导体激光器的激发机理 激光的特性第二章 当代先进高功率激光器与激光加工系统学时 工业激光器的能量关系 工业激光器的发展历程 典型工业激光器：半导体激光器 激光加工系统的构成 典型激光切割焊接强化制造系统 激光加工光学元件 激光加工机制冷系统 光束质量的评价与检测第三章 激光加工的冶金学物理冶金过程学时 基本知识回顾：几个重要概念 激光快速加热时奥氏体形成在相变动力学及相变机理上的特点 激光加

4、热后过冷奥氏体在超快速冷却条件下的转变 激光固态相变硬化的机制 激光快速熔凝时物理冶金过程 激光表面强化的应力与裂纹第四章 激光加工的冶金学化学冶金的可能性学时 科学研究中的重要现象及启示 远离平衡态的熔池特征 热力学与动力学问题 激光合金化与氧化物的还原 激光合成新材料的可能性第五章 激光表面淬硬与合金化学时 概述 激光表面改性的激光能量吸收特点 高吸收率预置涂层的设计准则 激光合金化的思路及材料体系选择 激光淬硬与激光合金化的工业应用 几个问题的思考第六章激光熔覆学时 激光熔覆的基本概念、特点和发展概况 激光熔覆的工艺和装备 激光熔覆层的基本性能 激光熔覆的物理过程 激光熔覆层的凝固过程

5、激光熔覆层的应力和裂纹问题 激光熔覆中的材料科学问题 激光熔覆过程检测与控制 激光熔覆的应用和整体应用方案第七章激光快速成形与激光快速制造学时 激光快速成形的原理 激光快速成形的类型与应用 激光快速制造的原理与特征 激光快速制造的技术构成 激光快速制造的国内外发展状况 激光快速制造的典型应用 激光板材成形及其应用 从激光加工到激光制造 激光制造中的科学问题第八章激光焊接原理学时 焊接及激光焊接的地位 激光焊接的特点 激光光致等离子体 激光光致等离子体对激光焊接的影响 激光焊接的两种模式和三种焊接过程第九章激光焊接工艺基础学时 影响激光焊接质量的主要因素 工艺参数对激光焊接成形质量的影响 填丝激光焊 光束摆动或旋转的激光焊 激光电弧复合焊接第十章 激光焊接过程及加工质量在线检测与控制学时 激光焊接质量检测的意义及现状 检测对象及所用传感器 激光深熔焊光束焦点位置的检测与控制 激光深熔焊熔深与熔透的检测与控制第十一章激光焊接技术典型应用学时新一代钢铁材料激光焊接汽车拼焊板技术水下激光焊接技术四、 参考书： 李力钧，现代激光加工及其装备，北京理工大学出版社，1993 闫毓禾，钟敏霖，高功率激光加工及其应用，天津科学技术出版社，1994 雷卡林，材料的激光加工，科学技术出版社，1982 刘云旭，金属热处理原理，机械工业出版社，1