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主编：金顺捷
ISSN:1001-2303
CN:51-1278/TM
主管单位：成都电焊机研究所有限公司
主办单位：成都电焊机研究所有限公司
出版周期：月刊
电话：028-83289008
地址：成都市二环路东一段29号

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2025年55卷第2期

激光技术与应用创新
激光增材制造铝合金微观结构及性能研究进展

韩峰, 李春阳, 王彩妹, 黄继强, 张锐, 薛龙

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2025.02.01

摘要：随着现代制造业对材料性能和生产效率的追求，激光增材制造技术因其独特的优势成为研究热点。由于铝合金性能优异，激光增材制造铝合金得到了广泛应用。系统阐明了激光增材制造铝合金的微观组织、耐腐蚀性能、力学性能以及缺陷分析和未来发展趋势。探讨了四种不同类型的激光增材制造铝合金的微观组织。研究表明，激光增材制造过程中的非平衡凝固和大温度梯度导致了与传统铸造工艺不同的微观结构。在耐腐蚀性能方面，激光增材制造铝合金表现出了较好的耐蚀性，这是由于激光增材制造铝合金微观结构的均匀性和晶粒细化而具有潜在的优势。在力学性能方面，激光增材制造铝合金因其细小的晶粒尺寸展现出优异的力学性能，并指出通过优化工艺参数可以进一步提高铝合金的性能。最后，指出激光增材制造铝合金在孔隙率和裂纹等缺陷控制方面仍面临挑战，并提出了未来的发展方向。
关键词：激光增材制造铝合金;微观组织;腐蚀;缺陷;力学性能

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更新时间：2025-03-03
保护气氛对激光增材制造316L不锈钢组织和性能的影响

顾玉芬, 陈计澎, 李广, 石玗

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2025.02.02

摘要：研究不同保护气氛对增材制造不锈钢组织和力学性能的影响机制，为优化316L不锈钢的激光增材制造工艺提供理论依据。采用高速激光熔丝增材制造技术，分别在纯氩气和纯氮气保护气氛下制备316L不锈钢试样。通过扫描电子显微镜（SEM）、背散射衍射（EBSD）和X射线衍射（XRD）等手段对试样的微观组织进行表征，分析晶粒尺寸、晶粒取向及物相组成。利用拉伸试验机对试样进行力学性能测试，并断口形貌分析。研究结果表明，氩气和氮气保护气氛下，316L不锈钢的组织主要为奥氏体，少量铁素体分布在奥氏体晶界处。氮气保护气氛下的晶粒尺寸（平均59 μm）较氩气保护气氛下的晶粒尺寸（平均66 μm）更小，且氧化物夹杂颗粒的尺寸也有所减小。氮气作为强烈的奥氏体形成元素，促进了奥氏体的形核，起到了细化晶粒的作用。力学性能测试显示，氮气保护气氛下的试样抗拉强度（602.9 MPa）和屈服强度（220.5 MPa）均高于氩气保护气氛下的试样（分别为549.5 MPa和201.3 MPa），且断后延伸率也有所提高。断口分析表明，两种气氛下的断裂类型均为韧性断裂，氮气保护气氛下的氧化物夹杂尺寸更小，从而提高了激光熔丝增材制造316L不锈钢的强度和塑性。
关键词：激光增材制造;316L不锈钢;细化晶粒;保护气氛

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更新时间：2025-03-03
基于灰基Taguchi的激光熔覆工艺参数优化及碳排放分析

高森奥, 毛华恺, 王桐新, 刘念, 杨兵, 张国栋

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2025.02.03

摘要：采用灰基Taguchi正交试验设计，研究了激光功率、扫描速度和送粉率对熔覆层显微硬度、稀释率和接触角的影响，利用灰色关联分析法对多响应工艺进行优化，并结合生命周期评估法对激光熔覆全过程的碳排放进行建模分析。结果表明，送粉率与显微硬度和稀释率呈先降后增的趋势，与接触角则先升后降；扫描速度与显微硬度呈先降后升的趋势，与稀释率成正相关，与接触角则先降后平；激光功率与显微硬度和稀释率呈先降后增的趋势，与接触角成负相关。验证试验结果与预测灰关联度相差仅2.68%，表明了灰色关联分析法在激光熔覆工艺参数优化中的有效性和准确性。对经灰色关联分析法优化的激光熔覆涂层进行加工碳排放分析，其单位碳排放量仅约0.13 kg。该方法可用于确定多响应激光熔覆涂层制备及其他工业激光熔覆应用的理想加工参数。
关键词：激光熔覆;强化涂层;多响应优化;灰基Taguchi分析;碳排放

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更新时间：2025-03-03
激光功率对CMT电弧增材制造316L不锈钢组织与性能的影响

陈大林, 宋学平, 赵青山, 高晓菲

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2025.02.04

摘要：研究激光功率对CMT电弧增材制造316L不锈钢组织与性能的影响，可以为优化该技术制备316L不锈钢零件提供理论依据。采用316L不锈钢焊丝作为原材料，在不同激光功率下进行CMT电弧增材制造，制备单墙体试样。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和拉伸试验机等设备，对试样的微观组织、相组成、硬度和拉伸性能进行分析。结果表明：316不锈钢单墙体微观组织主要由δ铁素体和γ奥氏体组成，中部区域微观组织为树枝晶；激光功率对316L不锈钢的组织和性能有显著影响，随着激光功率的增大，树枝晶间距增大，δ铁素体含量先增加后减少，抗拉强度先增大后减小，延伸率逐渐减小；当激光功率为400 W时，单墙体中δ铁素体的含量最高，由于δ铁素体具有阻碍晶界、提高强度的作用，其抗拉强度最大值达561.8 MPa，且能保持48.7%的塑性。同时，单墙体硬度值沿堆积方向呈先下降后稍微上升的趋势，当激光功率为400 W时，维氏硬度最大值达194.7 HV0.3。
关键词：激光功率;增材制造;316不锈钢;微观组织;力学性能

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更新时间：2025-03-03