本文標題："激光材料表面相變-機械制造中熱處理工藝"
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激光材料表面相變-機械制造中熱處理工藝
1．激光表面改性原理
激光材料表面改性原理中的具有時不變特
性的工藝力學系統(tǒng)的最典型問題就是激光材料表面相變硬化，相當
于一般機械制造中的熱處理工藝。
光子與靶材表面粒子的微觀相互作用把光束的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榘胁?/div>
表面的熱能，成為靶材表面宏觀特性改變的能源，把靶材表層溫度
場的時空變化控制在按工件的設計要求確定的相變范圍內(nèi)，從而實
現(xiàn)表面改性的技術要求達到硬化的目標。其理論基礎是熱力學和金
相學，在此基礎上構成了激光材料表面強化力學原理。
2．激光制造中的摩擦力學
材料摩擦特性的變化，例如：增加耐磨性和增大材料的摩擦系數(shù)
，在工程中有重大和普遍的意義。通過激光和材料間的相互作用改
變材料的摩擦系數(shù)特性是剛剛開始發(fā)展的開拓性激光制造工藝。具
有時變特性的一般力學系統(tǒng)
在激光制造的多數(shù)工藝過程中靶材的質(zhì)量和形狀是變化的，這
時，激光制造系統(tǒng)運動方程中的靶材質(zhì)量矩陣和邊界位置是隨時間
而變化的，是具有時變特性的一般力學系統(tǒng)，在力學中屬于不穩(wěn)定
系統(tǒng)的動力學問題，這類問題的求解、計算和分析都比較復雜。
激光制造的加工過程中，靶材的質(zhì)量增加時稱為“增材”過程
，也稱為材料添加過程；而質(zhì)量減少時則稱為“減材”過程，又稱
為材料去除過程。結(jié)合激光制造工藝過程的具體工藝力學原理如下
。
1．激光制造中的彎曲成形原理
激光改性工藝中激光彎曲成形技術是新提出的一種先進的金屬
材料柔性成形技術。例如用激光束輻照金屬板材后，被照射部位產(chǎn)
生熱變形形成彎曲形狀；也可以在板材被加熱部位溫度升高(在熔
點以下)硬度降低時用加力裝置對板材施加外力，使它按工藝要求
彎曲成形，例如使用模具實現(xiàn)彎曲成形。制造過程中靶材的總質(zhì)量
沒有發(fā)生變化，但是它的形狀發(fā)生了變化，也就是邊界發(fā)生了變化
，質(zhì)量分布發(fā)生變化，是具有時變特性的一般力學系統(tǒng)。
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