Лазерный мир

Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И.// Учеб. Пособие для вузов / Под ред. А.Г. Григорьянца. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 000 с.: ил.

Рассмотрены теоретические основы лазерной обработки и обобщены аналитические и численные методы анализа физических процессов при воздействии лазерного излучения на различные материалы. Представлены технологии лазерной термической и химико-термической обработки, легирования, оплавления, наплавки, сварки, резки и других высокоэффективных процессов лазерной обработки. Изложены особенности лазерных технологических процессов в микроэлектронике, определяющих подходы к нанотехнологиям в современном производстве. Большое внимание уделено перспективным направлениям лазерной обработки. Показано, что наряду с повышением производительности и качества процесса достигаются новые результаты, обеспечивающие реализацию технологии изготовления современных деталей и конструкций.
Для студентов высших технических учебных заведений машиностроительных специальностей.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…. 8
ПРЕДИСЛОВИЕ ……. 10
Список сокращений ……………………. 12
Часть I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ……………. 13
Глава 1. Лазерное оборудование для обработки материалов ……… 13
1.1. Перспективы развития лазерной техники и технологии……. 13
1.2. Принципы работы, типы и конструкции технологических лазеров …. 17
1.3. Свойства лазерного излучения и его фокусировка………….. 43
1.4. Фокусировка лазерного излучения ……… 48
Глава 2. Физические процессы при взаимодействии лазерного излучения с материалами … 84
2.1. Энергетические условия взаимодействия лазерного излучения при обработке материалов….. 84
2.2. Плазменные процессы при лазерной обработке ……… 95
2.3. Тепловые процессы при лазерном воздействии ……. 110
Глава 3. Термодеформационные процессы и превращения в металлах при воздействии лазерного излучения ………. 156
3.1. Деформации и напряжения при лазерной обработке ……… 156
3.2.Теоретические методы определения деформаций и напряжений…………… 164
3.3. Экспериментальные методы определения деформаций и напряжений……….. 175
3.4. Особенности распределения остаточных деформаций и напряжений ………. 181
3.5. Технологическая прочность металлов при лазерной обработке …………….. 194
Часть II. ПРОЦЕССЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ЛАЗЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ……….. 233
Глава 4. Поверхностная лазерная закалка сплавов ………………………………. 233
4.1. Классификация методов поверхностной лазерной обработки ……………… 233
4.2. Особенности фазовых переходов при лазерном нагреве железоуглеродистых
сплавов……………… 235
4.3. Особенности образования структур в сталях при лазерном нагреве …………. 240
4.4. Особенности структуры, образовавшейся при большой скорости охлаждения …..244
4.5. Особенности формирования структуры сплавов при лазерной термообработке с оплавлением поверхности………… 246
4.6. Расчетные подходы для решения задачи процесса аустенитизации при лазерном нагреве…. 252
4.7. Структура и строение поверхностных слоев сталей и чугунов после лазерной
обработки………. 259
4.8. Структура и механизмы упрочнения цветных металлов и сплавов………………… 278
4.9. Основные параметры импульсной лазерной закалки и характеристики упрочненной поверхности ………….. 286
4.10. Основные параметры лазерной закалки непрерывными лазерами и характеристики упрочненной поверхности…………….. 292
4.11. Факторы, влияющие на геометрические размеры зон лазерного воздействия ..297
4.12. Свойства сплавов после лазерной закалки………………………………302
4.13. Лазерный отжиг …………………………..319
4.14. Лазерный отпуск…………………………321
Глава 5. Получение поверхностных покрытий с помощью лазерного
излучения………. 323
5.1. Лазерное поверхностное легирование ………………………323
5.2. Лазерная наплавка …………………………..333
Глава 6. Лазерная сварка металлов……………. 362
6.1. Классификация способов лазерной сварки …………362
6.2. Технологические особенности метода лазерной сварки…………….367
6.3. Физические процессы образования сварного соединения при сварке материалов малых толщин……….371
6.4. Физические процессы образования сварного соединения при лазерной сварке с глубоким проплавлением…………379
6.5. Технология лазерной сварки материалов малых толщин………….393
6.6. Технология лазерной сварки металлов с глубоким проплавлением…………………406
6.7. Особенности проектирования деталей с использованием лазерной сварки с глубоким проплавлением……………..420
6.8. Гибридные технологии лазерной сварки………….428
6.9. Технологические особенности лазерной сварки различных материалов ………..447
6.10. Примеры промышленного применения лазерной сварки…………..486
Глава 7. Лазерное разделение конструкционных материалов………………. 494
7.1. Особенности лазерного разделения материалов ………………..494
7.2. Технология лазерной резки неметаллических материалов…………501
7.3. Лазерная обработка хрупких материалов……………….511
7.4. Технология газолазерной резки металлических материалов…………..523
Глава 8. Лазерная размерная обработка……….. 549
8.1. Лазерная маркировка и гравировка…………………549
8.2. Лазерная обработка отверстий ……………………….554
Глава 9. Лазерное оборудование и технологические комплексы………. 584
9.1. Специализированные комплексы……………….585
9.2. Универсальные лазерные комплексы (УЛК) ………………..587
9.3. Комбинированные системы……………….599
Часть III. ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В
МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ………… 604
Глава 10. Лазерные технологии в микроэлектронике …………. 604
10.1. Лазерный отжиг, рекристаллизация и легирование полупроводников …………..604
10.2. Лазерное нанесение тонких пленок и изменение химического состава
поверхностных слоев деталей электронных приборов ……………….610
10.3. Лазерная обработка пленочных материалов ……………………………615
Глава 11. Перспективные направления технологий лазерной обработки ……… 628
11.1. Методы быстрого прототипирования с использованием лазерного
излучения………………………… 628
11.2. Лазерная динамическая балансировка деталей…………… 641
11.3. Интенсификация механической обработки лазерным излучением …….. 645
11.4 Лазерная ударная обработка материалов ……………………. 647
11.15. Лазерная технология создания объемных изображений в стекле ……. 654
11.6. Лазерная пайка металла с керамикой………………………………………… 662
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………. 663

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов: Пер. с англ. М.: Мир. 1986.
2. Материаловедение: Учебник для вузов / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др. Под общей ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина / 3-е издание, переработ. и доп. M.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.
3. Реди Дж. Промышленные применения лазеров: Пер. с англ. М.: Мир, 1981.
4. Технологические лазеры: Справочник в 2 т. Т 1: Расчет, проектирование и эксплуатация / Г.А. Абильситов, B.C. Голубев, В.Г. Гонтарь и др. Под ред. Г.А. Абильситова. M.: Машиностроение, 1991.
5. Технологические лазеры: Справочник в 2 т. Т 2: Системы автоматизации. Оптические системы. Системы измерения / Г.А. Абильситов, В.Г. Гонтарь, А.А. Колпаков и др. Под общ. ред. Г.А. Абильситова. М.: Машиностроение, 1991.
6. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справочник / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев, А.Н. Кокора. M.: Машиностроение,1985.
7. Коваленко B.C. Лазерная технология: Учебник. Киев: Высшая школа. Головное издательство, 1989.
8. Коваленко B.C., Верхотуров А.Д., Головко Л.Ф., Подчерняева И-А. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов. М.: Наука, 1986.
9. Промышленное применение лазеров / Под ред Г. Кебнера. Пер. с англ. А.Л. Смирнова / Под ред. И.В. Зуева. / Машиностроение, 1988.
10. Виноградов Б.А., Гавриленко В.Н., Либенсон М.Н. Теоретические основы воздействия лазерного излучения на материалы: Учебн. пособие для вузов. Благовещенск: Благовещенский политехнический институт, 1993.
11. Андрияхин В.М. Процессы лазерной сварки и термообработки. М.: Наука, 1988.
12. Зуев И.В. Обработка материалов концентрированными потоками энергии. M.: Издательство МЭИ, 1988.
13. Рахманов Б.Н., Чистов Е.Д. Безопасность при эксплуатации лазерных установок. M.: Машиностроение, 1981.
14. Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985.

Полное содержание учебного пособия: http://baumanpress.ru/books/70/70.pdf