激光切割前沿辐射与切割质量关系的初探

介绍了一种以切割前沿辐射信号为检测参量的激光切割实时监测系统,利用此监测系统时采集了氧气辅助激光切割时的前沿辐射信号,并对切割质量与前沿辐射信号的关系进行了初步研究,研究表明不同切割质量时的信号特征明显不同,信号的振幅谱在低频区的主频与切割辉纹出现质量时的信号特征明显不同,信号的振幅谱在低频区的主频与切割辉纹出现的频率有良好的对应关系,还对没切割质量下特征信号产生的机理进行了分析。     

镀镍电池壳脉冲YAG激光缝焊工艺

研究了低功率脉冲YAG激光对电池壳封焊的应用.封焊接头由缝焊形成,焊接过程中熔入到焊缝中的镀镍可导致焊接裂纹产生,为此脉冲YAG激光焊接工艺必须保证焊缝有足够的致密性、良好的焊缝成形和表面光洁度,以及裂纹的防止.脉冲激光焊接主要工艺参数有脉冲重复率、脉冲宽度、脉冲放电电压、激光光斑的离焦量、焊接速度,这些参数的合理匹配,可获得理想的激光平均功率、激光功率密度和激光峰值功率.本研究表明采用正离焦焊接时,当激光功率密度达到一临界值时,焊缝可有效地避免裂纹的形成,激光平均功率达到一定值时可保证工件熔透,并有适当的熔宽,但激光功率密度过大将导致焊缝出现切割效应,而激光平均功率过大则引起焊缝表面严重下凹而使焊缝成形恶劣.脉冲重复率和焊接速度的合理匹配是焊缝致密性和表面质量保证是主要因素.(PE3)     

基于MATLAB神经网络激光切割质量预测系统设计

针对激光切割加工工艺过程的复杂性、系统的非线性、以及加工参数变化而引起的时变性, 如何确定合适的工艺参数以得到良好的切割质量就显得极其重要。针对激光切割多种因素相关的非线性特点, 建立了人工神经网络模型, 并对激光切割工艺数据进行拟合, 从而实现切割质量的预测和优化工艺参数的选取, 用以指导实际切割过程。     

CO2激光拼焊熔透性实时监测

在利用统计分析工具对激光拼焊等离子体的可听声（Audible Sound）、UV（Ultraviolet Emission），熔池（Emission）的RMS均值进行统计分析的基础上，进一步对特征信号进行时域和频域分析。在此基础上提取的曲线能够很好地反映激光拼焊过程的状态变化。研究了焊接工艺参数和熔透状态发生改变时3路信号的变化规律，发现当改变激光功率时，紫外信号和声信号的变化规律最能反映熔透状态的改变；改变焊接速度时，紫外信号和红外信号的变化规律最能反映熔透状态的改变。     

氧助散焦激光切割厚板的稳态工作条件

介绍了散焦法的原理和特点,分析了形成稳态切割的条件,并用有限元方法对切割温度场进行了数值模拟,在此基础上得出散焦光斑直径、切割速度、激光功率等参数对切割质量的影响规律,预测了20mm板的切割速度范围。用散焦法进行了切割实验。结果表明,散焦法可以成功切割12mm,20mm厚钢板,同时也说明数值模拟预测结果与实验结果非常接近。     

激光焊接铸造镍基高温合金工艺研究

研究了铸造镍基高温合金（Ｋ３）激光焊接时工艺参数对焊缝熔深及熔宽的影响．讨论了焊缝及热影响区产生热裂纹的机制及防止措施．结果表明，采用合适的激光焊接工艺可得到有较高强度、没有裂纹和气孔等焊接缺陷的接头．     

使用可调谐LD激光作探针测量泛频HF化学激光器小信号增益

发展了一种使用可调谐ＬＤ激光为探针直接测量ＨＦ激光器小信号增益的方法。以计算机程控步进电机驱动ＬＤ激光器波长扫描,测量进入ＨＦ激光反应室和从反应室出射的探针光功率,并依此计算ＨＦ激光器小信号增益系数。实测ＨＦ激光器小信号增益系数最大值约５×１０－ ３ｃｍ －１ ,增益－ 波长半宽度约１－５ｎｍ ,增益时间半宽度０－５ｓ。对测量方法结果进行了讨论。     

激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计

为了提高激光焊接质量实时检测的可靠性,采用虚拟仪器平台LabVIEW搭建了多通道信号采集和分析系统,同时检测激光焊接过程中与焊接质量密切相关的可听声(20Hz~20kHz)、等离子体蓝紫光(400nm~500nm)、红外辐射(1200nm~1600nm)等3路信号。采用数字信号处理手段分析了3路检测信号的相关性,发现两路光信号变化完全同步,而声信号在时间上滞后于两路光信号,滞后时间等于声音传播所需要的时间,验证了所采集3路信号的有效性;并通过实例证明了采用多传感器检测在可靠性方面的优势。实验结果表明,采用多传感器检测与进一步的信息融合是实现激光焊接过程实时监测的发展方向。     

6005A激光-MIG复合焊接头组织及力学性能研究

为了研究高强度铝合金的焊接性能,了解激光与金属惰性气体(MIG)之间的相互作用机理,进一步优化焊接工艺参量, 采用光纤激光器与MIG复合焊焊机对3mm厚6005A铝合金进行了复合焊接试验研究。结合焊缝形貌、接头的力学性能等,分析了工艺参量对焊缝质量的影响规律。结果表明, 采用激光-MIG复合焊接6005A,在合适的工艺参量下,可以实现表面成形良好的接头;焊缝中的物相主要由-Al固溶体和弥散分布在基体中的第二相Mg2Si组成;焊缝区的显微硬度明显低于热影响区和母材的显微硬度,接头的断裂处发生在焊缝区,这是由于焊接热循环导致焊缝区组织粗化与气孔缺陷所致,接头的断裂形式为韧性断裂,断裂处呈现大量的韧窝,接头的抗拉强度为251.52MPa,可以达到母材的89.19%。焊接质量符合工程需要。     

激光焊接中的等离子体与小孔行为分析

试验采用光、声信号检测设备,对1.8 mm镀锌钢板的CO₂激光焊接过程中的蓝紫光信号、红外辐射信号、可听声信号进行了高速采集,对比激光深熔焊与热传导焊过程中三路信号的联系与区别,分析研究了激光深熔焊过程的小孔与等离子体产生过程的瞬态行为.结果表明,等离子体与小孔并不总是同时产生,等离子体要先于小孔产生,热传导焊过程中也可能存在等离子体,在试验条件下,等离子体在激光作用于工件后3~4 ms产生,稳定的小孔在焊接后约14 ms后形成,并且激光焊接中产生等离子体的激光功率密度阈值要小于产生小孔的阈值.