激光先进制造技术及其应用 [Laser Manufacturing and its Applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何秀丽，李少霞，虞钢 著

图书标签:

• 激光制造
• 先进制造
• 材料加工
• 激光技术
• 工业应用
• 精密制造
• 光电技术
• 表面工程
• 激光焊接
• 激光切割

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118109849

版次：1

商品编码：12097960

包装：平装

丛书名： 现代激光技术及应用丛书

外文名称：Laser Manufacturing and its Applications

开本：16开

出版时间：2016-10-01

用纸：胶版纸

页数：406

字数：526000#

内容简介

　

国家出版基金项目、“十二五”国家重点图书出版规划项目

丛书共计23分册，860余万字，以激光技术的进展为核心，围绕高功率、高亮度激光器，激光束的传输、控制以及在国防中的应用三个领域，系统且重点突出地介绍了现代激光技术的发展与应用。丛书包含现代激光技术的进展、关键科学技术问题，所有编写人员都是长期从事该领域研究并获得重要成果的一流研究人员，因此，书中不仅理论系统，还含有大量作者的心得体会、研究成果，实用价值很高，引领性强。

丛书可供从事激光技术研究的科研工作者和工程技术人员参考，同时对于物理学、光学、电子技术等专业的本科生、硕士及博士研究生来说，也是一套非常有价值的参考书。

　《激光先进制造技术及其应用》以作者科研团队的研究成果为基础，结合国内外的新成就，对激光先进制造技术及其应用进行了较全面的阐述。《激光先进制造技术及其应用》内容注重理论、试验、计算和应用的有机结合，包括工艺试验、性能检测、数值模拟、具体应用等。
　　《激光先进制造技术及其应用》共分为7章。第1章为概述，介绍激光束特性、激光与金属相互作用原理以及激光先进制造技术的特点和分类。第2章为激光先进制造系统。第3-6章介绍了几种典型的激光先进制造技术及其应用，其中第3章为激光焊接技术，第4章为激光打孔技术，第5章为激光表面改性技术，第6章为激光增材制造技术。第7章介绍了其他激光先进制造技术及其相关应用。
　　《激光先进制造技术及其应用》可供先进制造行业的科研人员和工程技术人员参考，也可以作为机械类、力学类、材料类等相关学科的研究生和高年级本科生的参考书使用。

作者简介

虞钢，研究员，博士导师，从事激光光谱学和激光制造研究，现任中科院力学所学位委员会委员，中科院知识创新工程专家组成员，欧洲CLEO激光制造数值模拟专委会中国委员，第六届国际计算力学大会（WCCM6-APCOM’04）分会主席，瑞典Luleå大学、美国Michigan大学、和美国Texas 大学（Austin）客座教授。中国科学院力学研究所先进制造工艺力学重点实验室主任和发动机科学与工程联合实验室主任。出版专著一部；发表相关论文100多篇；拥有相关国家发明专利20余项。

内页插图

目录

第1章 概述
1．1 激光束的特性
1．1．1 激光束的产生与特点
1．1．2 激光束的描述
1．1．3 激光束的传输与变换
1．2 激光与金属的相互作用
1．2．1 金属表面对激光的吸收与反射
1．2．2 激光对金属的热效应
1．3 激光先进制造技术
1．3．1 激光先进制造技术的特点
1．3．2 激光先进制造技术的分类
参考文献

第2章 激光先进制造系统
2．1 激光器系统
2．1．1 基本构成
2．1．2 制造用激光器
2．2 机器人系统
2．2．1 工业机器人
2．2．2 机器人控制
2．3 数字化辅助系统
2．3．1 先进传感器系统
2．3．2 数字化材料输送系统
2．3．3 智能测量系统
2．3．4 高纯度惰性气氛箱系统
2．4 激光先进制造系统集成
2．4．1 硬件系统集成
2．4．2 控制系统集成
2．4．3 专家数据库系统集成
参考文献

第3章 激光焊接技术
3．1 激光焊接原理与方法
3．1．1 激光焊接原理
3．1．2 激光焊接方法
3．2 数值计算方法
3．2．1 热源模型
3．2．2 网格划分
3．2．3 温度场求解
3．2．4 应力场求解
3．3 同种金属激光焊接
3．3．1 不锈钢的激光焊接
3．3．2 铝合金的激光-MIG复合焊接
3．4 异种金属激光焊接
3．4．1 高温合金与钢的激光焊接
3．4．2 钛合金与钢的激光焊接
3．4．3 钛合金与铅的激光焊接
3．5 激光焊接应用
3．5．1 冷却板件的激光焊接
3．5．2 增压器涡轮与转轴的激光焊接
3．5．3 飞行器陀螺马达的激光焊接
3．5．4 火工产品的激光焊接
3．5．5 铝合金车身的激光-MIG复合焊接
参考文献

第4章 激光打孔技术
4．1 激光打孔原理
4．2 激光打孔过程演化
4．2．1 实时观测
4．2．2 演化过程
……
第5章 激光表面改性技术
第6章 激光增材制造技术
第7章 其他激光制造技术

前言/序言

　　激光先进制造技术是以激光与材料相互作用为基础，将激光技术与计算机技术、网络技术、控制技术、传感技术、机一光一电一体化、创新工艺技术等相结合的一种先进制造技术。作为“现代激光技术及应用丛书”的分册之一，本书着重介绍激光先进制造技术及其应用。
　　制造业是国民经济的支柱，是立国之本、兴国之器、强国之基。打造具有国际竞争力的制造业，是提升我国综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，先进制造是制造业的发展方向。作为21世纪先进制造领域的关键性和标志性技术之一，激光先进制造具有集成化、智能化、信息化和环境友好的特点，给现代制造带来了产品设计、制造工艺和生产观念的巨大变革，已成为工业发达国家在高技术产业领域竞争的制高点，具有重要的战略意义和应用价值。
　　激光先进制造以激光束作为高密度热源，通过激光与材料的相互作用，实现表面改性、去除、连接、增材制造等过程。随着工业激光器与配套制造系统的不断发展，业已形成了激光熔覆、激光标记、激光弯曲、激光切割、激光打孔、激光焊接、激光表面改性、激光直接沉积成形、激光烧蚀、激光修复等技术，几乎涵盖各种制造工艺。激光先进制造技术具有柔性和自适应性、制造过程的可预测性和可控性等特点，可解决传统制造手段不易实现的难题，非常适用于航空、航天、国防等领域中具有重大需求的高精尖零件的制造。同时，正在以前所未有的速度向机械制造、石化、船舶、冶金、电子和信息等领域扩展。
　　激光制造过程具有多场、多尺度和多参数的特点，涉及物理、材料、力学、控制、机械、仿真等多学科的耦合与交叉。激光制造过程中对宏观几何、微观结构和力学性能的控制是实现高精度、高性能零件制造的关键，通过多参数的最优配置才能满足产品的成形和质量要求。因此激光与材料相互作用原理、工艺过程、试验方法、数值模拟以及工业应用是激光制造技术研究的主要内容。

《工业革命的脉搏：精密切割与精密连接》 在现代制造业的宏大图景中，有一股无形的力量，它以极致的精准度和前所未有的效率，塑造着我们身边的每一个精密器件，驱动着工业革新的浪潮。这股力量，便是以激光为核心的先进制造技术，它正以前所未有的速度改变着从微电子到航空航天的每一个领域，引领着一个更加智能、高效、绿色的制造新时代。 本书《工业革命的脉搏：精密切割与精密连接》并非一本枯燥的技术手册，而是对激光技术在工业制造领域应用的一次深入探索。它将带领读者穿越迷雾，拨开重重技术迷雾，直击激光技术的核心魅力，感受其如何以前所未有的力量，重塑制造业的版图。我们不将目光局限于抽象的原理，而是将焦点置于激光技术如何转化为实际的生产力，如何解决现实的工业难题，又如何为未来的产业发展注入源源不断的动力。 第一章：光之锋刃：激光的精密切割艺术 想象一下，一把无形的“光之剑”，能够以纳米级的精度切割金属、陶瓷、复合材料，甚至生物组织，且不产生机械磨损，不引入污染物。这并非科幻小说中的场景，而是激光切割技术日臻成熟的现实。本章将深入剖析激光切割的核心原理，从不同类型的激光器（如CO2激光、光纤激光、YAG激光）的特性出发，阐述它们如何通过聚焦、能量密度和波长控制，实现对各种材料的精确汽化、熔化或烧蚀。 我们将详细介绍激光切割在不同材料上的应用。例如，在汽车制造领域，激光切割能够实现车身板件的精确成型，提高装配精度，减轻车身重量；在电子行业，极细的激光束能够切割微小的电路板元件，实现更高密度的集成；在航空航天领域，激光切割则能加工高强度、耐高温的特种合金，满足苛刻的性能要求。我们还将探讨影响激光切割质量的关键因素，如激光功率、切割速度、焦点位置、保护气体等，并介绍行业内领先的切割工艺和自动化解决方案，例如： 三维激光切割： 针对复杂曲面零件的加工，突破了传统二维切割的限制，极大地提升了零件的设计自由度和制造精度。 微孔加工： 利用高斯光束或超短脉冲激光，实现直径仅为微米级的精密孔洞，广泛应用于过滤、喷嘴、生物医疗等领域。 非金属材料的激光切割： 拓展了激光技术的应用范围，包括纺织品、皮革、木材、塑料、玻璃等，实现了无毛边、高效率的加工。 我们还将重点关注激光切割在环保和可持续发展方面的贡献。与传统的机械切割相比，激光切割具有非接触式加工的优点，减少了刀具损耗和材料浪费，且产生的废弃物更少。在某些情况下，甚至可以通过激光切割实现材料的回收再利用。 第二章：光之融合：激光的精密焊接与连接之魅 如果说切割是“分离”的艺术，那么焊接与连接便是“融合”的奇迹。激光焊接以其高能量密度、深熔性、焊接速度快、热影响区小等优点，彻底改变了传统的焊接方式，实现了前所未有的精密连接。本章将深入探讨激光焊接的原理，包括激光与材料相互作用的物理过程，如吸收、反射、熔化、汽化以及等离子体的形成。 我们将详细解析不同激光焊接工艺的特点和应用。例如： 激光束焊接： 利用高能量密度的激光束熔化工件边缘，实现无间隙、高强度的连接，广泛应用于汽车、船舶、精密机械等领域。 激光钎焊： 结合了激光的精确加热和钎料的低熔点，实现对不同材料（如铝合金与铜）的连接，尤其适用于对热敏感的部件。 激光点焊与缝焊： 适用于薄板材料的连接，可实现高效率、高可靠性的自动化焊接。 本书还将重点介绍激光焊接在新型材料和复杂结构件中的应用。例如，在电池制造领域，激光焊接能够实现薄箔的快速、可靠连接，确保电池的性能和安全；在医疗器械领域，激光焊接则能用于连接精密的不锈钢、钛合金部件，保证医疗设备的无菌性和生物相容性；在3D打印领域，激光烧结和熔化技术更是实现复杂金属零件一体成型的关键。 我们还将讨论影响激光焊接质量的关键因素，如激光功率、扫描速度、焦点控制、保护气体、工件间隙以及焊接前处理等。通过对这些因素的深入理解，工程师们可以优化焊接工艺，获得高性能、高可靠性的焊接接头。此外，本书还会介绍激光焊接的自动化和智能化发展趋势，如视觉引导焊接、多轴机器人焊接系统等，展现其在工业4.0时代的无限潜力。 第三章：光之雕琢：激光在表面处理与精密加工中的革新 除了切割与焊接，激光技术在材料表面处理和精密加工领域同样展现出其强大的实力。本章将探索激光如何在材料表面进行“雕琢”，赋予材料全新的特性，或实现前所未有的精密加工。 激光表面强化： 通过激光扫描，对金属表面进行快速加热和冷却，形成细小的晶粒结构，显著提高材料的硬度、耐磨性和抗疲劳性。这对于轴承、齿轮、刀具等关键零部件的寿命提升具有重要意义。 激光表面改性： 激光能量可以改变材料表面的化学成分或物理结构，例如通过激光诱导的化学反应，在金属表面形成耐腐蚀涂层，或通过激光烧蚀，制造具有特定光学或导电性能的表面。 激光抛光： 相较于传统的机械抛光，激光抛光能够实现对复杂曲面和微小结构的无接触式抛光，效率高，且不会产生机械损伤，尤其适用于高精度模具和光学元件的表面处理。 激光微纳加工： 利用超短脉冲激光（如飞秒激光），可以实现对材料的“冷加工”，精确移除极微量的材料，加工出纳米级的图形和结构。这在微电子器件制造、生物芯片、精密光学器件的制备中发挥着关键作用。 我们将展示这些技术如何应用于各个行业，例如在模具制造中，激光表面强化和抛光能够显著提升模具的性能和寿命；在光学领域，激光微纳加工能够制造出复杂的光学元件，如衍射光栅、微透镜阵列等；在生物医学领域，激光则可用于制造微针阵列、药物缓释载体等。 第四章：光之智慧：激光制造的未来展望与挑战 正如任何一项颠覆性技术一样，激光制造在蓬勃发展的背后，也面临着挑战与机遇。本章将超越现有的技术应用，展望激光制造的未来发展趋势，并探讨其面临的挑战。 智能化与自动化： 激光制造与人工智能、大数据、物联网等技术的深度融合，将催生更加智能化的生产线。例如，通过机器学习优化激光加工参数，实现生产过程的自适应调整；利用机器视觉实时监控加工过程，确保产品质量。 超短脉冲激光技术的突破： 飞秒、皮秒激光技术的不断成熟，将进一步拓展激光在精密加工和材料改性方面的应用边界，实现对材料更精细、更可控的加工。 绿色制造与可持续性： 激光制造本身具有高效、低能耗、少废弃物的优势，未来将更加注重能源效率的提升，以及在环保材料加工方面的应用。 新材料与新工艺的融合： 随着新材料的不断涌现，激光技术将为这些材料的加工提供新的解决方案，并催生更多创新的制造工艺。 同时，我们也需要正视激光制造面临的挑战，包括：高昂的设备成本、操作人员的技能要求、以及在某些复杂材料加工过程中仍存在的瓶颈。本书将鼓励读者思考如何克服这些挑战，如何推动激光制造技术的进一步普及和发展。 结语：点亮工业的未来 《工业革命的脉搏：精密切割与精密连接》不仅仅是对一项技术的介绍，更是对一种思维方式的探索。它揭示了激光技术如何以其独特的“光之力量”，精准、高效、绿色地驱动着现代工业的进步。从细微之处的雕琢，到宏大结构的连接，激光技术正在以一种前所未有的方式，点亮着工业的未来。本书希望能够激发您对激光制造技术的深入了解和思考，共同见证这场由光驱动的工业革命。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是激光制造领域的“宝藏”，虽然我拿到手的时间不长，但已经迫不及待地翻阅起来。第一印象就是内容非常扎实，从最基础的激光原理、不同类型激光器的特性，到它们在材料加工中的具体应用，都讲解得十分透彻。特别是关于激光焊接、激光切割、激光表面处理这几个核心技术，书中不仅深入剖析了其物理过程和工艺参数，还给出了大量实际案例分析，让我对这些技术有了更直观、更深刻的理解。比如，在讲激光焊接时，书中详细对比了不同波长激光的穿透深度和热影响区，以及如何根据材料特性和接头形式选择最佳的激光器和工艺参数，这对于我正在进行的某个项目来说，简直是雪中送炭。而且，书中还触及了激光增材制造（3D打印）的前沿技术，这部分内容尤其让我兴奋，让我看到了未来制造业的无限可能。尽管我还没有完全读完，但可以肯定的是，这本书提供的知识体系非常完整，无论是初学者入门还是有一定基础的专业人士，都能从中获益良多。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受是它的前瞻性和实用性兼具。在探讨了激光制造的经典应用之后，书中还对一些前沿技术和未来发展趋势进行了深入的展望。例如，关于激光在微纳制造、生物医学工程以及量子技术等新兴领域的应用，书中都给出了非常精彩的论述。它描绘了激光如何能够实现前所未有的微观精度加工，以及在基因编辑、药物输送、医疗诊断等方面的巨大潜力。而且，书中对智能化激光制造、工业4.0背景下的激光技术整合等议题也进行了探讨，让我看到了激光技术与人工智能、大数据等前沿科技的融合前景。这部分内容对于我们这些希望站在技术前沿、引领行业发展的人来说，具有极高的参考价值。它不仅解答了我们当前的疑问，更点燃了我们对未来技术创新的热情，让我对激光制造的未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，最初是被这本书的书名所吸引，想着激光制造听起来就很高大上，但拿到手翻了几页后，发现内容比我预期的还要丰富和实用。书中并没有局限于理论的讲解，而是将大量的篇幅用于介绍激光技术在各个行业的实际应用。我尤其对书中关于激光在汽车制造、航空航天以及电子工业中的应用章节印象深刻。书中详细描述了激光在精密零件加工、复杂结构件成型、以及微细加工中的独特优势，并列举了许多具体的设备型号和工艺流程。例如，在汽车领域，激光焊接的应用极大地提高了车身的强度和安全性，同时减轻了车身重量，这对于节能减排至关重要。在航空航天领域，激光切割和打孔技术能够实现高精度、高效率的复杂曲面加工，这对于制造高性能的飞机和航天器部件来说是不可或缺的。读完这些部分，我感觉自己对激光制造的宏观应用场景有了更清晰的认识，也对未来技术发展方向有了更多的思考，它不仅仅是一本技术手册，更像是一扇打开行业视野的大门。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都在寻找一本能够全面介绍激光加工的安全性与质量控制的书籍，而这本书恰好满足了我的需求。它在强调激光技术强大功能的同时，也非常重视生产过程中的安全问题和产品质量的保障。书中专门辟出章节详细讲解了激光加工过程中可能存在的安全风险，包括激光辐射的防护、机械伤害的预防以及电气安全等方面，并给出了切实可行的防护措施和操作规程。这一点对于在实际生产环境中操作激光设备的人员来说至关重要。此外，书中还系统介绍了激光加工的质量检测方法和标准，如表面形貌分析、显微组织观察、力学性能测试等，并阐述了如何通过工艺参数优化和闭环控制来保证加工质量的稳定性和一致性。这使得读者不仅能够掌握先进的激光制造技术，还能确保生产过程的安全性，并且最终交付高质量的产品，让我觉得这本书非常负责任。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对新材料和新工艺充满好奇的读者，我一直关注着激光技术在材料科学领域的发展。这本书在这方面的内容让我感到惊喜。它系统地介绍了激光在材料改性、表面处理以及新型材料制备中的应用。书中不仅解释了激光诱导的物理和化学变化，还深入探讨了如何通过精确控制激光参数来获得期望的材料性能。例如，书中关于激光表面淬火、激光熔覆以及激光诱导击穿光谱（LIBS）的章节，都提供了非常详细的原理和应用案例。特别是激光熔覆技术，它能够将各种合金粉末熔覆到基材表面，形成高性能的涂层，从而显著提高材料的耐磨、耐腐蚀等性能。这对于解决一些传统工艺难以实现的材料表面强化问题非常有帮助。这本书让我认识到，激光技术不仅仅是简单的加工工具，更是实现材料性能飞跃和创新设计的关键驱动力，为我的科研方向提供了不少新的灵感。

评分☆☆☆☆☆

很好的书，值的一看

评分☆☆☆☆☆

看上去还行，不过仔细看了，好像可学习性一般般的。

评分☆☆☆☆☆

看上去还行，不过仔细看了，好像可学习性一般般的。

评分☆☆☆☆☆

专业用书，正是自己需要的，包含材料机械等知识

评分☆☆☆☆☆

好呢

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

棒棒的额，值得推荐，，，

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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