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学者姓名：肖荣诗
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摘要 ：
Wire laser direct energy deposition enables the mass production of large-scale industrial components and parts. However, energy utilization efficiency is limited in conventional wire laser material deposition to avoid keyhole defects, resulting in a low deposition efficiency. This work presents a high-efficiency wire laser material deposition process that increases energy utilization by generating a keyhole in the filler wire, which can also avoid the keyhole defects in the deposited sample. The influence of process parameters on deposition quality and efficiency was thoroughly examined to determine the process window. A high deposition efficiency of 0.87 kg/(h kW) for 316L stainless steel was achieved with a laser power of 3 kW, approximately three times that of the conventional wire laser material deposition process. The defect-free multitrack and multilayer deposition demonstrated the feasibility of our proposed high-efficiency process.
关键词 ：
deposition efficiency deposition efficiency additive manufacturing additive manufacturing keyhole keyhole laser direct energy deposition laser direct energy deposition
引用：
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| GB/T 7714 | Xiao, Rongshi , Guo, Shihui , Zheng, Min et al. New method for high-efficiency keyhole-based wire direct energy deposition: Process innovation and characterization [J]. | JOURNAL OF LASER APPLICATIONS , 2024 , 36 (3) . |
| MLA | Xiao, Rongshi et al. "New method for high-efficiency keyhole-based wire direct energy deposition: Process innovation and characterization" . | JOURNAL OF LASER APPLICATIONS 36 . 3 (2024) . |
| APA | Xiao, Rongshi , Guo, Shihui , Zheng, Min , Zhu, Baoqi , Wu, Qiang , Xu, Jiejie et al. New method for high-efficiency keyhole-based wire direct energy deposition: Process innovation and characterization . | JOURNAL OF LASER APPLICATIONS , 2024 , 36 (3) . |
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摘要 ：
Micro-welding of Al and Cu foils is increasing used in various industries, particularly in the production of battery components for electric vehicles. However, direct fusion welding of Al and Cu may compromise joint mechanical properties due to the formation of brittle intermetallic compounds (IMC). Consequently, strategies for controlling IMC to enhance joint mechanical properties have received significant research attention. In this study, lap welds of 1050 Al foil and T2 Cu foil (both 200 mu m thick) are achieved using a single-mode fiber laser equipped with a scanning galvanometer. This setup enables spatial power modulation for laser spot welding via beam spiral scanning. Notably, laser fusion welding occurs along the laser beam scanning path, while laser weld-brazing is achieved through heat conduction in the spiral spacing between the adjacent scanning paths, resulting in a hybrid joint with alternated fused and brazed areas. The laser weld-brazing areas expand the effective connection area of the joint, improving its load-bearing capacity while effectively controlling IMC compared to fusion joints. The screw-type hybrid joints exhibit excellent mechanical properties, with a maximum tensile strength of 140 MPa. Experimental and simulation results indicate the mechanism for hybrid joint formation and improvement in mechanical properties. This study provides an effective strategy for regulating joint microstructure to mitigate the negative influence of IMC.
关键词 ：
Mechanical properties Mechanical properties Laser weld-brazing Laser weld-brazing Al/Cu dissimilar joint Al/Cu dissimilar joint Microstructure Microstructure Laser welding Laser welding
引用：
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| GB/T 7714 | Du, Weizhe , Huang, Xuting , Zheng, Min et al. Hybrid laser welding and brazing for controlling intermetallic compounds in Al/Cu dissimilar joint [J]. | OPTICS AND LASER TECHNOLOGY , 2024 , 180 . |
| MLA | Du, Weizhe et al. "Hybrid laser welding and brazing for controlling intermetallic compounds in Al/Cu dissimilar joint" . | OPTICS AND LASER TECHNOLOGY 180 (2024) . |
| APA | Du, Weizhe , Huang, Xuting , Zheng, Min , Xiao, Rongshi , Xu, Jiejie , Huang, Ting . Hybrid laser welding and brazing for controlling intermetallic compounds in Al/Cu dissimilar joint . | OPTICS AND LASER TECHNOLOGY , 2024 , 180 . |
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摘要 ：
The micro-joining of Al foil and Cu foil is crucial for various industrial applications, such as manufacturing power lithium-ion batteries packs for electric and hybrid vehicles. An ongoing challenge in this process is the unsatisfactory joint strength, attributed to crack susceptibility and poor joint ductility. This issue is primarily caused by the continuous formation of an intermetallic compounds (IMC) layer between Al foil and Cu foil. This study investigates the microstructure and mechanical properties of Al/Cu lapped joints using laser spiral spot welding technique with a continuous-wave (CW) fiber laser. The research explores the effects of keyhole and molten pool flow on joint morphology and microstructure evolution, linking these aspects to joint fracture behaviors. The results demonstrate that CW laser spiral spot welding achieves defect-free joints with excellent mechanical properties. The controlled formation of IMC, alternated with ductile phases, effectively restricts crack propagation, enhancing shear strength and ductility. Optimal welding parameters, such as a laser power of 450 W and welding speed of 350 mm/s, yield joints with a maximum shear strength of 138.2 MPa, which represents a significant improvement over previous spiral spot welded joints and highlights the potential of CW laser welding for efficient and high-strength Al/Cu metal foil joints.
关键词 ：
Microstructure Microstructure Laser spiral welding Laser spiral welding Continuous-wave laser Continuous-wave laser Mechanical properties Mechanical properties
引用：
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| GB/T 7714 | Du, Weizhe , Dong, Guochen , Zou, Demin et al. Laser micro-joining of Al and Cu foils with high strength and ductility [J]. | OPTICS AND LASER TECHNOLOGY , 2024 , 175 . |
| MLA | Du, Weizhe et al. "Laser micro-joining of Al and Cu foils with high strength and ductility" . | OPTICS AND LASER TECHNOLOGY 175 (2024) . |
| APA | Du, Weizhe , Dong, Guochen , Zou, Demin , Cui, Xiaoyao , Xiao, Rongshi , Xu, Jiejie et al. Laser micro-joining of Al and Cu foils with high strength and ductility . | OPTICS AND LASER TECHNOLOGY , 2024 , 175 . |
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摘要 ：
本发明提供了一种柔性湿度传感器超短脉冲激光直写方法，包括以下步骤：S1：制备金属盐墨水，金属盐墨水包括金属盐、还原剂和去离子水；S2：提供柔性基底，将所述金属盐墨水覆盖在柔性基底表面，将超短脉冲激光聚焦在柔性基底和金属盐墨水形成的界面；通过第一工艺参数的激光直写在柔性基底表面的特定位置实现金属离子的还原沉积生成金属，从而形成导电电极；通过第二工艺参数的激光直写在柔性基底表面的特定位置实现金属离子的还原沉积生成金属氧化物，从而形成传感电极；S3：清洗激光作用后的柔性基底表面，得到导电电极和传感电极均集成在柔性基底表面的湿度传感器。本发明制备效率高，能够实现传感器结构的设计与制造，以及电极材料的调控。
引用：
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| GB/T 7714 | 黄婷 , 邢羚榕 , 肖荣诗 et al. 一种柔性湿度传感器超短脉冲激光直写方法 : CN202310295247.X[P]. | 2023-03-23 . |
| MLA | 黄婷 et al. "一种柔性湿度传感器超短脉冲激光直写方法" : CN202310295247.X. | 2023-03-23 . |
| APA | 黄婷 , 邢羚榕 , 肖荣诗 , 崔梦雅 . 一种柔性湿度传感器超短脉冲激光直写方法 : CN202310295247.X. | 2023-03-23 . |
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摘要 ：
本发明涉及激光成像技术领域，提供一种F‑Theta场镜的光学系统，包括：透镜组件；透镜组件包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜；第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜沿激光束的传播方向依次排布；第一透镜的中心、第二透镜的中心、第三透镜的中心及第四透镜的中心共线；透镜组件的焦距范围为249mm至251mm；透镜组件的半视场角为20度，透镜组件用于聚焦波长为1064nm的激光；本发明提供的F‑Theta场镜的光学系统在对1064nm的激光进行聚焦时，能够得到直径、能量分布较集中、能量分布较均匀的聚焦光斑，从而满足激光精密加工的加工需求。
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| GB/T 7714 | 苏坤 , 杜伟哲 , 黄婷 et al. F-Theta场镜的光学系统 : CN202210657689.X[P]. | 2022-06-10 . |
| MLA | 苏坤 et al. "F-Theta场镜的光学系统" : CN202210657689.X. | 2022-06-10 . |
| APA | 苏坤 , 杜伟哲 , 黄婷 , 肖荣诗 . F-Theta场镜的光学系统 : CN202210657689.X. | 2022-06-10 . |
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摘要 ：
本发明提供一种异种金属激光点焊的光束整形装置及激光焊接设备，涉及光学设备领域，异种金属激光点焊的光束整形装置包括激光器、准直镜、光学衍射元件和振镜，激光器用于输出高斯光束；准直镜的输入端通过导光件与激光器的输出端连接，准直镜用于对激光器输出的激光束进行扩束并对激光束进行准直；光学衍射元件的输入端与准直镜的输出端相对设置。通过对激光束进行整形，可使激光束在待焊工件表面形成两个光斑，应用于铝/铜异种金属激光螺旋点焊时，可实现熔钎焊和熔焊相结合的焊接方式，相较于传统的熔焊方式具有金属间化合物少，焊点强度更高，焊点电阻更小的优点。应用于动力电池铝/铜异种金属极耳焊接，能够提升电池电学性能及稳定性。
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| GB/T 7714 | 杜伟哲 , 苏坤 , 黄婷 et al. 一种异种金属激光点焊的光束整形装置及激光焊接设备 : CN202210656974.X[P]. | 2022-06-10 . |
| MLA | 杜伟哲 et al. "一种异种金属激光点焊的光束整形装置及激光焊接设备" : CN202210656974.X. | 2022-06-10 . |
| APA | 杜伟哲 , 苏坤 , 黄婷 , 肖荣诗 . 一种异种金属激光点焊的光束整形装置及激光焊接设备 : CN202210656974.X. | 2022-06-10 . |
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摘要 ：
本发明提供一种超薄板异种金属焊接方法，包括以下步骤：使用清洗剂对第一待焊工件和第二待焊工件进行超声清洗预定时间；将所述第一待焊工件和所述第二待焊工件装配在焊接夹具上；控制环形激光设备将输出的激光束投射于所述第一待焊工件的上表面形成混合光斑，并控制所述混合光斑按照具有预定螺旋线直径和预定螺距的螺旋线路径对预定焊接点依次进行点焊。通过采用环形激光设备按照螺旋线路径对预定焊接点依次进行点焊，并通过控制热输入来控制铜的熔化量，达到减少金属间化合物的目的。由于环形激光设备输出的光斑为混合光斑，所以在中心处为熔化焊接头，在螺旋间隔内为熔钎焊接头，大大提高了加工效率。
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| GB/T 7714 | 杜伟哲 , 苏坤 , 黄婷 et al. 一种超薄板异种金属焊接方法 : CN202210657716.3[P]. | 2022-06-10 . |
| MLA | 杜伟哲 et al. "一种超薄板异种金属焊接方法" : CN202210657716.3. | 2022-06-10 . |
| APA | 杜伟哲 , 苏坤 , 黄婷 , 肖荣诗 . 一种超薄板异种金属焊接方法 : CN202210657716.3. | 2022-06-10 . |
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摘要 ：
一种基于特征线状谱识别激光‑电弧复合焊是否熔透的方法，属于焊接过程监测技术领域。本发明包括以下步骤：在复合焊接过程中，基于激光致金属等离子体富集于激光致小孔口、且金属等离子体辐射的特征线状谱处于可见光区域的特征，收集激光致金属等离子体辐射的特征线状谱信号；对收集的谱线信号进行有选择性的带通过滤，获得带通信号；使用光电探测器对过滤后的带通信号进行采集；对采集到的带通信号进行放大与IV转换，获得激光致金属等离子体的特征信号；使用信号处理系统分析该信号，若特征信号满足熔透焊接条件则输出焊接熔透信号，否则输出焊接未熔透信号。实施本发明为激光‑电弧复合焊接熔透状态的在线监测提供了新途径。
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| GB/T 7714 | 邹江林 , 赵振家 , 孔华 et al. 一种基于特征线状谱识别激光-电弧复合焊中是否熔透状态的方法 : CN202210227810.5[P]. | 2022-03-08 . |
| MLA | 邹江林 et al. "一种基于特征线状谱识别激光-电弧复合焊中是否熔透状态的方法" : CN202210227810.5. | 2022-03-08 . |
| APA | 邹江林 , 赵振家 , 孔华 , 杜欣 , 肖荣诗 . 一种基于特征线状谱识别激光-电弧复合焊中是否熔透状态的方法 : CN202210227810.5. | 2022-03-08 . |
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摘要 ：
本发明提供了一种铜表面双光束送丝式激光熔覆方法，包括如下步骤：在铜基体表面制备吸收层，以促进所述铜基体对激光能量的吸收；将第一激光束作用于丝材上，在所述丝材的端部诱导产生蒸发前沿，并以深熔模式吸收激光能量加热熔化所述丝材，所述丝材熔化形成金属液滴过渡到所述铜基体表面形成熔池，随着所述第一激光束移动熔池凝固形成连续的熔覆层；将第二激光束作用于铜基体表面，由此所述吸收层能够吸收所述第二激光束能量，以热导模式对所述铜基体进行局部预热。本发明可以显著提高材料的沉积效率，还可以有效地避免熔合不良、浸润性差、裂纹、气孔等缺陷的形成。
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| GB/T 7714 | 黄婷 , 罗鹏 , 肖荣诗 . 一种铜表面双光束送丝式激光熔覆方法 : CN202210380699.3[P]. | 2022-04-12 . |
| MLA | 黄婷 et al. "一种铜表面双光束送丝式激光熔覆方法" : CN202210380699.3. | 2022-04-12 . |
| APA | 黄婷 , 罗鹏 , 肖荣诗 . 一种铜表面双光束送丝式激光熔覆方法 : CN202210380699.3. | 2022-04-12 . |
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摘要 ：
一种原位测量激光焊接羽辉中微粒运动速度的方法，属于激光焊接技术领域。本发明的特征在于：在激光焊接中，探测激光束穿过羽辉后，部分光被羽辉中微粒反射回探测激光腔内产生自混合效应。根据探测激光器的电压自混合干涉信号，可获得被测微粒的尺寸和微粒经过探测激光斑的信号时间，利用被测微粒尺寸与信号时间之比即可为微粒的运动速度。本发明具有系统结构简单、体积小、易于调节、无需外部干涉、不受探测激光功率波动影响、成本低廉等优点，能够原位实时测量不同位置处羽辉中微粒的运动速度等特征。
引用：
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| GB/T 7714 | 邹江林 , 黄泽泓 , 王紫 et al. 一种原位测量激光焊接羽辉中微粒速度的方法 : CN202210153142.6[P]. | 2022-02-18 . |
| MLA | 邹江林 et al. "一种原位测量激光焊接羽辉中微粒速度的方法" : CN202210153142.6. | 2022-02-18 . |
| APA | 邹江林 , 黄泽泓 , 王紫 , 龚晋杰 , 肖荣诗 . 一种原位测量激光焊接羽辉中微粒速度的方法 : CN202210153142.6. | 2022-02-18 . |
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