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出版社：机械工业出版社

图书类别：机械工程

书名：激光制造技术

书号：978-7-111-36243-2

作者：史玉升 等编著

出版日期：2012年1月

开本：B5

页数：276页

字数：354千字

定价：42.00元

内容简介

《激光制造技术》共分8章，对激光产生的基本原理、特性以及各种工业激光器进行了介绍；较详细论述了各种激光制造的原理、方法以及实际应用，同时也介绍了各种激光制造方法的最新研究进展。

《激光制造技术》适用于从事激光加工方向研究的专业人员，大专院校材料加工以及机械类本科生、研究生作为教科书使用，也可供相关技术人员参考。

前言

激光制造是一种新型的特种先进制造技术，该技术涉及光学、物理、材料、材料加工、机械制造、计算机、自动控制等多种学科，内容非常广泛，属于典型的交叉学科。然而，与传统的制造技术相比，目前我国对激光制造的理论和技术研究相对落后，全面系统地论述这方面的技术图书不多。

华中科技大学在激光及其器件、激光加工工艺及装备、激光制备新材料等方面具有长期的研究和应用经历，并取得了一系列的科研成果，其中的一些在国内外得到了广泛的推广和应用。为了培养激光制造技术人才，更深入地研究激光制造技术，拓宽其应用领域，凝练和总结了华中科技大学有关激光制造方面的研究成果，编写了这本《激光制造技术》。

本书对激光制造的理论和技术进行了全面系统的论述。全书共分8章，第1章介绍了各种类型激光器原理及系统，包括CO2激光器、团体激光器（棒状固体激光器、片式激光器、光纤激光器）等；第2章介绍了振镜式激光扫描技术及系统，包括设计与优化方法、数学模型和扫描图形误差校正方法；第3章介绍了激光快速成形制造技术及系统，包括分层实体制造（LOM）、立体光造型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SIM）；第4章介绍了激光焊接技术，包括激光焊接机理、激光焊的工艺特性、激光焊新方法和激光焊接过程监测与质量控制；第5章介绍了激光焊接粉未冶金材料及金刚石工具，包括激光焊接金刚石工具常用粉末冶金材料、激光焊接金刚石刀头过渡材料及基体材料、激光焊接工艺特点及工艺参数、焊缝组织及焊接缺陷分析、焊接强度检测；第6章介绍了激光弯曲成形技术，包括激光弯曲的成形机理、数学模型、工艺特性、自动控制系统和应用；第7章介绍了激光制备纳米颗粒的方法，包括激光团相蒸发法、激光液相蒸发法和激光-感应复合加热蒸发法；第8章介绍了激光表面工程及其工业应用，包括激光硬化、激光合金化和激光熔覆。

目录

前言

第1章激光器系统1

1.1激光的基本物理原理1

1.1.1激光基础1

1.1.2光束传输比、光束传播及聚焦4

1.2CO2激光器8

1.2.1CO2激光器的工作原理8

1.2.2CO2激光器的结构9

1.3固体激光器13

1.3.1棒状固体激光器13

1.3.2片式激光器17

1.3.3光纤激光器18

1.3.4高功率的光纤激光器及其包层泵浦技术18

1.3.5固体激光器的频率变换19

参考文献20

第2章振镜式激光扫描技术及系统21

2.1概述21

2.1.1振镜式激光扫描技术简介21

2.1.2国内外研究现状22

2.2振镜式激光扫描系统的设计与优化23

2.2.1振镜式激光扫描系统的基本原理23

2.2.2振镜式激光扫描系统的激光特性24

2.2.3振镜式激光扫描系统的激光扩束25

2.2.4振镜式激光扫描系统的激光聚焦26

2.3振镜式激光扫描系统的数学模型27

2.3.1振镜式激光物镜前扫描方式的数学模型27

2.3.2振镜式激光物镜后扫描方式的数学模型28

2.4振镜式激光扫描系统的设计与误差校正29

2.4.1振镜式激光扫描系统的构成29

2.4.2振镜式激光扫描系统的扫描控制33

2.4.3振镜式激光扫描系统的误差分析35

2.4.4振镜式激光扫描系统的扫描图形误差校正36

参考文献40

第3章激光快速成形技术及系统42

3.1概述42

3.1.1快速成形技术的基本概念42

3.1.2快速成形技术产生的背景42

3.1.3快速成形技术的发展43

3.1.4快速成形技术的特点43

3.2分层实体制造（LOM）46

3.2.1LOM原理46

3.2.2LOM材料46

3.2.3LOM应用实例47

3.3立体光造型（SLA）49

3.3.1SLA原理49

3.3.2SLA材料51

3.3.3SLA应用实例52

3.4选择性激光烧结（SLS）53

3.4.1SLS原理53

3.4.2SLS材料55

3.4.3SLS应用实例56

3.5选择性激光熔化（SLM）65

3.5.1SLM原理65

3.5.2SLM材料66

3.5.3SLM应用实例68

3.6激光快速成形技术的发展趋势70

3.6.1成形模型向制造制件转变70

3.6.2个性化向极端化拓展71

3.6.3传统学科向新型学科交叉融合方向发展72

参考文献73

第4章激光焊技术76

4.1激光焊机理76

4.1.1激光热导焊76

4.1.2激光深熔焊78

4.2激光焊的工艺特性82

4.2.1功率和速度82

4.2.2光束直径和模式82

4.2.3偏振82

4.2.4波长83

4.2.5焦点位置83

4.2.6接头几何形式85

4.2.7气体保护和气体压力85

4.2.8光致等离子体的控制87

4.2.9材料性质的影响90

4.3激光焊新方法91

4.3.1激光复合焊91

4.3.2复合焊技术的应用101

4.3.3双束激光焊106

4.3.4激光填充材料焊接108

4.4激光焊过程监测与质量控制112

4.4.1激光焊过程监测113

4.4.2激光焊过程控制115

4.4.3激光焊过程监测与质量控制的发展趋势116

参考文献118

第5章激光焊接金刚石工具119

5.1激光焊接金刚石工具常用粉末冶金材料119

5.2激光焊接金刚石工具的刀头过渡材料及基体材料126

5.2.1金刚石刀头过渡层127

5.2.2激光焊接锯片基体130

5.3激光焊的工艺特点及焊接参数132

5.3.1光束传输比133

5.3.2焦点位置133

5.3.3激光焊接输入能量135

5.3.4保护气体流量及等离子体的控制139

5.4焊缝组织及焊接缺陷分析140

5.4.1微观组织分析140

5.4.2显微硬度分析143

5.4.3激光焊缺陷分析144

5.5焊缝强度检测149

5.5.1金刚石锯片切割过程中受力分析149

5.5.2焊缝强度标准及强度检测150

5.5.3专用金刚石焊缝强度检测仪——扭力扳手152

参考文献156

第6章激光弯曲成形技术158

6.1激光弯曲成形机理159

6.1.1温度梯度机理159

6.1.2翘曲机理159

6.1.3镦粗机理161

6.2激光弯曲数学模型161

6.2.1解析模型161

6.2.2数值模型171

6.3激光弯曲的工艺特性174

6.3.1激光诱发热应力成形的温度循环和弯曲过程的关系174

6.3.2影响激光成形的主要因素176

6.3.3激光弯曲对材料组织性能的影响181

6.4激光弯曲的自动控制系统188

6.5激光弯曲的应用189

6.5.1一次成形189

6.5.2二次成形191

参考文献194

第7章激光制备纳米颗粒196

7.1激光固相蒸发法197

7.1.1基本原理197

7.1.2工艺参数199

7.1.3脉冲激光蒸发法203

7.2激光液相蒸发法205

7.2.1基本原理206

7.2.2工艺参数207

7.2.3脉冲激光液相蒸发法制备纳米颗粒及其溶胶212

7.3激光?感应复合加热蒸发法213

7.3.1基本原理214

7.3.2工艺参数的影响215

7.3.3激光?感应复合加热蒸发法制备纳米Al粉工艺220

参考文献223

第8章激光表面工程及其工业应用225

8.1工业激光器及配套装备介绍225

8.1.1激光的特性225

8.1.2典型激光器的工作原理226

8.1.3典型的激光表面工程系统230

8.2激光硬化235

8.2.1激光硬化的原理和技术特点235

8.2.2激光与材料交互作用的物理过程237

8.2.3激光淬火工艺方法238

8.2.4激光淬火中的材料组织变化242

8.2.5激光淬火应用实例243

8.3激光表面合金化249

8.3.1激光表面合金化的原理和技术特点249

8.3.2激光表面合金化材料体系及工艺控制250

8.3.3合金化层组织结构及性能252

8.3.4激光表面合金化应用实例253

8.4激光熔覆256

8.4.1激光熔覆的原理及技术特点256

8.4.2激光熔覆材料体系及工艺控制257

8.4.3激光熔覆层的组织结构262

8.4.4激光熔覆应用实例263

参考文献265