Представленный обзор охватывает 14 современных научных работ (2025 г.), посвященных актуальным проблемам лазерных технологий и лазерной обработки материалов.
Основные тематические блоки обзора:
Лазерная сварка и гибридные технологии: представлены инновационные разработки и их применение в производстве труб большого диаметра.
Лазерная обработка материалов: рассмотрены методы закалки, легирования и микроструктурирования сталей.
Лазерные методы контроля и диагностики : изучен времяпролетный метод для исследования характеристик распыления жидкостей.
Специальные технологии применения лазеров : оптимизированы параметры удаления покрытий с кварцевых капилляров и параметры создания функциональных нанокомпозитов.
Моделирование процессов лазерной обработки: изучено применение искусственного интеллекта и машинного обучения.
Особое внимание уделено исследованию влияния лазерного воздействия на свойства материалов, включая изменение механических характеристик, формирование остаточных напряжений и структурно-фазовых превращений.
Современные лазерные технологии представляют собой мощный инструмент, охватывающий весь спектр обработки материалов – от макроуровня (сварка труб, резка) до наноуровня (микрообработка, модификация поверхности. Успешное внедрение этих технологий требует комплексного подхода, объединяющего фундаментальные исследования, инженерные разработки и интеллектуальные системы управления.
Представлены документы из фонда РНТБ, а также аннотированные описания электронных ресурсов и ссылки на полные тексты.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы, комната 613, и в читальном зале периодических изданий, комната 614. Телефон для справок +375 17 226 61 88.
Испытания на изгиб образцов из стали 40Х13 после лазерной закалки и легирования / А. И. Веремейчик, М. В. Нерода, Б. Г. Холодарь, М. В. Хеук // Механика машин, механизмов и материалов. – 2025. – № 2. – С. 45–54.
Проведено исследование поведения плоских образцов из коррозионностойкой стали 40Х13 после лазерной закалки и лазерного легирования при изгибном нагружении. Обработка проведена с помощью волоконного иттербиевого лазера непрерывного действия ЛК-1000 со сканирующей системой. Дорожки шириной 4 мм были нанесены вдоль одной или двух сторон образца, число дорожек варьировано от двух до шести. Испытания проведены на испытательной машине Kason WDW-50. По результатам испытаний установлено, что наличие лазерного воздействия приводит к уменьшению прогиба образца, достигнутого перед разрушением, и увеличению уровня воспринимаемой максимальной нагрузки. Результаты испытаний легированных и закаленных образцов показали снижение пластичности материала после лазерной обработки при одновременном увеличении максимальных воспринимаемых нагрузок, причем более существенное изменение свойств материала получено при лазерной закалке. Отмечено, что разрушение образцов имеет ярко выраженный хрупкий характер путем отрыва от действия продольных нормальных напряжений. Показано, что более высокие уровни воспринимаемой нагрузки достигаются при двусторонней обработке. Конкретные результаты зависят от реализованных режимов обработки материала.
Исследование лазерным времяпролетным методом особенностей работы пневматических форсунок в широком диапазоне напорных характеристик / А. С. Лебедев, А. Г. Савицкий, А. С. Северин [и др.] // Автометрия. – 2025. – Т. 61, № 3. – С. 103–113.
Апробирован лазерный времяпролетный метод для регистрации скоростей и размеров капель в широком диапазоне напорных характеристик пневматических форсунок. Нахождение размеров основано на высокоскоростной регистрации задержки порядков рассеяния при пересечении каплей лазерного луча. Определение скоростей осуществлялось по времени пролета капель между двумя лазерными лучами. Рассмотрены две форсунки с соосной подачей жидкости и под углом к воздушному потоку. Особенностью режима таких форсунок является требование высокого напора воздушного потока относительно напора распыливаемой жидкости. Определены особенности работы пневматических форсунок различной конфигурации при распыливании жидкости в условиях низкого воздушного напора. Регистрация параметров капель проводилась с помощью прибора SpraySpy® (AOM-Systems GmbH), предназначенного для измерений в условиях низкого напора, когда качество распыливания неоптимально из-за присутствия в потоке как низкоинерционных капель малого размера, так и высокоинерционных капель большого размера. Установлено, что прибор позволяет одновременно регистрировать сферические капли размером от 5 до 200 мкм при скоростях от 2 до 120 м/с. Наибольший разброс капель по размерам и скоростям наблюдался при подаче жидкости в воздушный поток под углом. Методом визуализации в контровом свете выявлена струйная структура факела распыла исследуемых форсунок.
Лазерная технология удаления полиимидного покрытия с кварцевых капилляров / В. Е. Курочкин, Ф. Л. Владимиров, А. С. Альдекеева [и др.] // Научное приборостроение. – 2025. – № 2. – С. 3–19.
Представлены результаты по лазерной методике удаления защитного полиимидного покрытия с кварцевых капилляров по сравнению с термическим методом очистки при помощи газовой горелки. Показано, что использование импульсного ультрафиолетового лазерного излучения позволяет удалять защитное полиимидное покрытие без необходимости дополнительной механической обработки капилляров, без нагрева, риска появления деформаций и дефектов капилляров. Указано, что лазерная технология удаления полиимидного покрытия с кварцевого капилляра позволяет реализовать высокую воспроизводимость технологического процесса и является перспективной для серийного производства линеек капилляров.
LightWELD 1500/XC/XR: инновационная система ручной лазерной сварки – технологический прорыв в импортозамещении / Н. В. Грезев, Д. П. Быковский, О. А. Крючина [и др.] // Сталь. – 2025. – № 5. – С. 31–34.
Представлен комплексный анализ современной ручной лазерной сварочной системы – инновационной разработки LightWELD 1500, созданной компанией ООО НТО «ИРЭ-Полюс». Рассмотрены ключевые проблемы существующих импортных решений, включая технические ограничения, эксплуатационные риски и сервисные недостатки. Детально описаны технологические преимущества систем LightWELD. Особое внимание уделено вопросам безопасности, соответствию современным нормативным требованиям и экономической эффективности внедрения системы в производственные процессы.
Минаев, И. В. Влияние лазерного микроструктурирования на деформационное упрочнение и неоднородность свойств листового проката из стали 45 / И. В. Минаев // Заготовительные производства в машиностроении (кузнечно-штамповочное, литейное и другие производства). – 2025. – № 4. – С. 183–189.
Рассмотрено использование усовершенствованной методики расчета коэффициента пластической анизотропии, неравномерности пластической деформации, показателя деформационного упрочнения и неоднородности механических свойств образцов листового проката при равномерном деформировании растяжением для оценки влияния на них поверхностного лазерного микроструктурирования. Анализ экспериментальных результатов показал, что одноосное растяжение плоских образцов, изготовленных из листовой стали 45 и подвергнутых лазерному микроструктурированию, приводит к увеличению пределов текучести и прочности по сравнению с исходным состоянием в среднем на 6…10 % и относительного удлинения на 8 %. Таким образом, лазерное микроструктурирование оказывает положительное влияние на механические свойства стали 45 при растяжении.
Мурзин, Д. А. Разработка технологии лазерной и лазерно-гибридной сварки труб большого диаметра на ПАО «ТМК» / Д. А. Мурзин // Тяжелое машиностроение. – 2025. – № 1/2. – С. 37–47.
Показаны наработки ПАО «ТМК» по освоению альтернативных технологий лазерной сварки труб большого диаметра из аустенитных марок сталей. Отмечено, что использование лазерных технологий сварки позволит сваривать такие трубы за 2–3 прохода, что позволит оптимизировать технологию и повысить производительность технологии сварки с гарантированно высокими механическими характеристиками сварного соединения труб.
Писарева, Т. А. Электроемкость и структурно-фазовый состав нанокомпозитов, полученных механоактивацией и короткоимпульсной лазерной обработкой порошковых материалов системы Al–C / Т. А. Писарева, Е. В. Харанжевский, С. М. Решетников // Физика и химия обработки материалов. – 2025. – № 1. – С. 5–17.
Методами механоактивации и короткоимпульсной лазерной обработки исследована возможность получения нанокомпозитов системы Al–C, входящих в конструкцию суперконденсаторов. Указано, что электроды на основе композита состава Al–C имеют однородную пористую структуру со средним размером частиц 20 мкм и удельной поверхностью 31 м2/г. Исследования структурно-фазового состава полученных материалов показали, что механоактивация и короткоимпульсная лазерная обработка приводят к формированию оксида алюминия и карбида алюминия, а основная часть углерода на поверхности находится в разупорядоченном состоянии.
Ширяев, А. А. Анализ зависимости уровня и глубины остаточных напряжений от параметров лазерного излучения при моделировании лазерной ударной обработки плоских образцов из титанового сплава / А. А. Ширяев, В. В. Карманов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2025. – № 4. – С. 32–40.
Исследовано влияние параметров лазерного излучения на уровень и глубину остаточных напряжений при математическом моделировании процесса лазерной ударной обработки пластины толщиной 2 мм, выполненной из титанового сплава. Верификация математической модели лазерной ударной обработки проведена путем расчета остаточных напряжений в титановом сплаве после обработки пластины в режимах, аналогичных модулируемым. Моделирование включало в себя два этапа: на первом моделировалось распространение упругопластических волн на основе соотношения Джонсона–Кука, на втором проведен статический расчет распределения остаточных напряжений. Установлено, что лазерная ударная обработка без перекрытия приводит к неоднородному распределению остаточных напряжений сжатия по глубине в зависимости от зоны обработанной поверхности, причем это проявляется при увеличении плотности мощности лазерного излучения. Зоны стыка лазерных пятен обладали минимальными остаточными напряжениями сжатия. Отмечено, что для равномерного распределения остаточных напряжений по глубине следует проводить лазерную ударную обработку с 50 %-ным перекрытием пятен. Указано, что с увеличением числа проходов лазера повышаются уровень и глубина распространения остаточных напряжений сжатия на обработанной поверхности, но также возрастают напряжения растяжения в объеме образца. Отмечено, что лазерная ударная обработка обеих сторон пластины приводит к уменьшению профилей остаточных напряжений сжатия и способствует нивелированию околонулевых остаточных напряжений сжатия на противоположной стороне. Однако двухсторонняя обработка вызывает рост остаточных напряжений растяжения в зоне стыка между пятнами лазерного излучения до 0,82 отн. ед. Второй проход следует выполнять с такими же параметрами лазерного излучения, что и первый, так как это увеличивает глубину распространения остаточных напряжений сжатия. С увеличением размера лазерного пятна от 1 до 3 мм при одном и том же давлении (5,27 ГПа) уровень остаточных напряжений возрастает от -0,3 до -1,1 отн. ед. Отмечено, что глубина распространения остаточных напряжений сжатия остается неизменной (0,6 мм). Варьирование параметров лазерного импульса приводит к изменению геометрических параметров поверхностного слоя пластины на 1…5 мкм.
Laser technologies in manufacturing functional materials and applications of machine learning-assisted design and fabrication / Xiangning Zhang, Li Zhou, Guodong Feng [et al.] // Advanced composites and hybrid materials. – 2025. – Vol. 8. – Article number: 76. – URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-024-01154-4 (date of access: 02.12.2025).
Переведенное заглавие: Лазерные технологии в производстве функциональных материалов: применение технологий проектирования и синтеза с помощью машинного обучения.
Лазерные процессы, такие как лазерная резка и лазерно-индуцированное окисление, повышают точность, снижают термические повреждения и позволяют изготавливать изделия сложной геометрии. Кроме того, технологии лазерной наплавки и нанесения покрытий улучшают свойства поверхности раздела фаз. Внедрение алгоритмов машинного обучения в процессы лазерного производства еще больше оптимизирует параметры, улучшает коррекцию ошибок в режиме реального времени и улучшает контроль качества. Рассмотрен синергетический эффект от сочетания лазерных технологий с искусственным интеллектом. Проведено всестороннее сравнение различных методов лазерной обработки и их практического применения.
Md Omar Al Javed. Laser-assisted micromachining techniques: an overview of principles, processes, and applications / Md Omar Al Javed, Adib Bin Rashid // Advances in Materials and Processing Technologies. – 2025. – Vol. 11, iss. 3. – P. 1583–1626. – URL: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/2374068X.2024.2397156 (date of access: 02.12.2025).
Переведенное заглавие: Методы лазерной микрообработки: принципы, процессы обработки и области применения.
Представлен обзор технологии лазерной микрообработки, рассмотрены ее основы, методы и области применения. Разработаны промышленные фемтосекундные лазерные системы микрообработки. Исследованы технологии с использованием лазерной микрообработки в производстве керамики и полупроводников. Описаны возможности лазерных технологий в создании 3D-микроструктур и материалов. Показана возможность применения лазерных технологий микрообработки в различных областях, таких как полупроводниковая промышленность, микрофлюидика, оптика и т.д.
Neural network modeling of laser processing parameters for diamonds in electronics technologies = Нейросетевое моделирование параметров лазерной обработки алмазов в технологиях электроники / A. N. Kupo, Yu. V. Nikityuk, E. B. Shershnev, V. A. Emelyanov // Проблемы физики, математики и техники. – 2025. – № 2. – С. 62–66.
При использовании сочетания искусственных нейронных сетей и аналитической модели движущегося теплового источника выполнено моделирование процесса лазерной обработки алмазов. Обучающая выборка и массив данных для тестирования нейронных сетей были сформированы с использованием математического пакета Mathcad. Расчеты были выполнены для 1152 вариантов входных параметров, 50 из которых были использованы для тестирования искусственных нейронных сетей. Установлены параметры искусственных нейронных сетей, обеспечивающие лучшие результаты при прогнозировании температур, формируемых лазерным излучением в алмазах. Полученные результаты могут быть использованы при определении технологических параметров процессов лазерной обработки алмазов.
Nikityuk, Yu. V. Laser cleaving of brittle non-metallic materials / Yu. V. Nikityuk, A. A. Sereda, A. N. Serdyukov ; Francisk Skorina Gomel State Univ. – Gomel, 2025. – 217 p.
Переведенное заглавие: Лазерное растрескивание хрупких неметаллических материалов.
Проанализированы результаты исследований по управляемому лазерному термическому растрескиванию хрупких неметаллических материалов. Представлены недавно разработанные лазерные методы высокоточного извлечения составляющих из силикатных стекол, глиноземной керамики и анизотропных кристаллов.
Optimization of laser alloying parameters of 30ХГСН2A steel using a genetic algorithm and neural network modeling = Оптимизация параметров лазерного легирования стали 30ХГСН2А с использованием генетического алгоритма и нейросетевого моделирования / G. A. Bayevich, Yu. V. Nikityuk, A. V. Maximenko [et al.] // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого. – 2025. – № 2. – С. 23–32.
Проведена оптимизация процесса лазерного легирования хромом конструкционной стали с использованием генетического алгоритма и нейросетевого моделирования. Конечно-элементное моделирование процесса лазерного легирования стали 30ХГСН2А выполнялось в программной среде ANSYS Workbench с учетом температурной зависимости теплофизических свойств материалов. Для построения суррогатной модели лазерного легирования использован гранецентрированный вариант центрального композиционного плана эксперимента. В качестве факторов эксперимента были выбраны временные интервалы, соответствующие длительностям трех фронтов лазерного импульса, и пиковые плотности мощности этих фронтов. Проанализированы максимальные температуры в зоне обработки. Оптимизация процесса осуществлялась с учетом предельных значений максимальных температур в зоне обработки для трех моментов времени, соответствующих завершениям фронтов лазерного импульса, в двух точках конечно-элементной модели. Проведено сравнение параметров, полученных в результате оптимизации, с параметрами, рассчитанными по данным конечно-элементного моделирования. Максимальная относительная погрешность температурных значений, полученных с использованием генетического алгоритма, составила не более 4,0 %.
Zachary van der Velden. On the yield anisotropy in laser powder bed fusion-produced beta titanium alloys / Zachary van der Velden, P. McKeown, S. Tekumalla // JOM. – 2025. – Т. 77, № 4. – P. 1898–1904.
Переведенное заглавие: Анизотропия текучести бета-титановых сплавов, полученных методом лазерной сварки в порошковом слое.
Исследована механическая анизотропия ОЦК-сплава Ti-45Nb, полученного методом лазерной сварки в порошковом слое, который обладает слабо вытянутой (почти равноосной) микроструктурой без ориентации зерен. Основываясь на испытаниях на одноосное растяжение, профилометрической пластометрии с вдавливанием и тестах на микротвердость, была обнаружена сильная механическая анизотропия в произвольно ориентированном сплаве Ti-45Nb. Определено влияние микроструктурных особенностей сплавов на анизотропное поведение.
Вы можете заказать представленные на выставке издания, используя форму. Мы забронируем их для вас и сообщим, в каком читальном зале они будут доступны.
Заказать издания может только читатель РНТБ.
Вы также можете заказать фрагменты полных текстов, воспользовавшись услугой электронная доставка документов либо услугой электронный абонемент (услуги платные).