現(xiàn)代激光加工

1、現(xiàn)代激光加工課程編號：80120073課程名稱：現(xiàn)代激光加工英文名稱：Modern Laser Materials Processing任課教師：劉文今，鐘敏霖，張旭東學(xué)分：3（課內(nèi)學(xué)時周）開課學(xué)期：春季學(xué)期課程類別：選修先修課程：金屬學(xué)與熱處理，材料加工原理，材料加工工藝，電工電子學(xué)教材：自編講義一、 課程簡介：作為二十世紀(jì)科學(xué)技術(shù)最新成果（激光、計(jì)算機(jī)、新材料）相互滲透及它們與傳統(tǒng)制造技術(shù)相互結(jié)合、相互促進(jìn)的典型產(chǎn)物，基于高能激光束的先進(jìn)加工與制造技術(shù)日益成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步中非?；钴S、富有成果并迅速獲得工業(yè)推廣的重要領(lǐng)域，而激光加工在工業(yè)中所占的比重已成為衡量一個國家工業(yè)加工水平高低的重

2、要指標(biāo)之一?！艾F(xiàn)代激光加工”作為專門為研究生開設(shè)的選修課程，以專題研討的方式，重點(diǎn)闡述加工用激光器與激光加工系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和最新進(jìn)展，激光作用下超高速加熱冷卻條件下金屬與合金的物理冶金過程及化學(xué)冶金學(xué)問題，激光光致等離子體的發(fā)生及其影響機(jī)制，激光合成新材料及利用激光實(shí)現(xiàn)材料連接、改性、去除、涂覆、局部成形直至逐層堆積實(shí)現(xiàn)零件直接快速制造的理論問題和檢測控制問題。本課程主要面對機(jī)械、材料、汽車及相關(guān)學(xué)科的博士研究生和碩士研究生。二、 基本要求：本課程通過相關(guān)理論問題與工藝問題的討論，結(jié)合科學(xué)研究與工業(yè)應(yīng)用中典型事例的分析，以及對激光加工領(lǐng)域以及熱點(diǎn)與前沿問題的介紹，力求在培養(yǎng)研究生主動開闊視野、

3、勇于創(chuàng)新的精神，以及將理論基礎(chǔ)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的腳踏實(shí)地的治學(xué)態(tài)度方面有所啟迪。三、 內(nèi)容提要：第一章 激光原理與特性學(xué)時 激光產(chǎn)生機(jī)理與激光模式 激光器基本構(gòu)成 激光的激發(fā)機(jī)理 激光的激發(fā)機(jī)理 半導(dǎo)體激光器的激發(fā)機(jī)理 激光的特性第二章 當(dāng)代先進(jìn)高功率激光器與激光加工系統(tǒng)學(xué)時 工業(yè)激光器的能量關(guān)系 工業(yè)激光器的發(fā)展歷程 典型工業(yè)激光器：半導(dǎo)體激光器 激光加工系統(tǒng)的構(gòu)成 典型激光切割焊接強(qiáng)化制造系統(tǒng) 激光加工光學(xué)元件 激光加工機(jī)制冷系統(tǒng) 光束質(zhì)量的評價與檢測第三章 激光加工的冶金學(xué)物理冶金過程學(xué)時 基本知識回顧：幾個重要概念 激光快速加熱時奧氏體形成在相變動力學(xué)及相變機(jī)理上的特點(diǎn) 激光加

4、熱后過冷奧氏體在超快速冷卻條件下的轉(zhuǎn)變 激光固態(tài)相變硬化的機(jī)制 激光快速熔凝時物理冶金過程 激光表面強(qiáng)化的應(yīng)力與裂紋第四章 激光加工的冶金學(xué)化學(xué)冶金的可能性學(xué)時 科學(xué)研究中的重要現(xiàn)象及啟示 遠(yuǎn)離平衡態(tài)的熔池特征 熱力學(xué)與動力學(xué)問題 激光合金化與氧化物的還原 激光合成新材料的可能性第五章 激光表面淬硬與合金化學(xué)時 概述 激光表面改性的激光能量吸收特點(diǎn) 高吸收率預(yù)置涂層的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 激光合金化的思路及材料體系選擇 激光淬硬與激光合金化的工業(yè)應(yīng)用 幾個問題的思考第六章激光熔覆學(xué)時 激光熔覆的基本概念、特點(diǎn)和發(fā)展概況 激光熔覆的工藝和裝備 激光熔覆層的基本性能 激光熔覆的物理過程 激光熔覆層的凝固過程

5、激光熔覆層的應(yīng)力和裂紋問題 激光熔覆中的材料科學(xué)問題 激光熔覆過程檢測與控制 激光熔覆的應(yīng)用和整體應(yīng)用方案第七章激光快速成形與激光快速制造學(xué)時 激光快速成形的原理 激光快速成形的類型與應(yīng)用 激光快速制造的原理與特征 激光快速制造的技術(shù)構(gòu)成 激光快速制造的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 激光快速制造的典型應(yīng)用 激光板材成形及其應(yīng)用 從激光加工到激光制造 激光制造中的科學(xué)問題第八章激光焊接原理學(xué)時 焊接及激光焊接的地位 激光焊接的特點(diǎn) 激光光致等離子體 激光光致等離子體對激光焊接的影響 激光焊接的兩種模式和三種焊接過程第九章激光焊接工藝基礎(chǔ)學(xué)時 影響激光焊接質(zhì)量的主要因素 工藝參數(shù)對激光焊接成形質(zhì)量的影響 填絲激光焊 光束擺動或旋轉(zhuǎn)的激光焊 激光電弧復(fù)合焊接第十章 激光焊接過程及加工質(zhì)量在線檢測與控制學(xué)時 激光焊接質(zhì)量檢測的意義及現(xiàn)狀 檢測對象及所用傳感器 激光深熔焊光束焦點(diǎn)位置的檢測與控制 激光深熔焊熔深與熔透的檢測與控制第十一章激光焊接技術(shù)典型應(yīng)用學(xué)時新一代鋼鐵材料激光焊接汽車拼焊板技術(shù)水下激光焊接技術(shù)四、 參考書： 李力鈞，現(xiàn)代激光加工及其裝備，北京理工大學(xué)出版社，1993 閆毓禾，鐘敏霖，高功率激光加工及其應(yīng)用，天津科學(xué)技術(shù)出版社，1994 雷卡林，材料的激光加工，科學(xué)技術(shù)出版社，1982 劉云旭，金屬熱處理原理，機(jī)械工業(yè)出版社，1