齿轮激光深熔焊接的研究

本文采用高功率CO_2激光焊接组合齿轮;研究了激光焊缝质量与激光焊接工艺参数的关系;采用金相显微镜和扫描电镜观察分析了齿轮激光焊缝区的微观结构;测量了焊缝区的显微硬度分布.文中对齿轮激光焊缝区的缺陷(如裂纹、气孔等)作了较详细的研究,并对激光焊接试样作了拉伸和弯曲试验.     

激光深穿透焊接的研究

采用侧吹气体来抑制等离子体对激光能量的屏蔽，取得了比较满意的焊接效果，同时还讨论了激光功率，焊接速度及透镜离焦量对激光深穿透焊接的影响。     

深熔激光焊接熔池温度场的数值模拟

利用旋转GAUSS曲面体新型热源模型,忽略深熔激光焊时小孔对传热的影响,建立了移动激光热源作用下的三维数学模型。利用PHOENICS3.4软件,模拟了SUS304不锈钢深熔激光焊接热过程的温度场和熔池熔合线形状,得到了不同焊接速度下的温度场分布云图和＂钉头＂状的熔池形状,试验表明数值模拟结果与试验结果基本吻合。     

Fe-Mn-Si记忆合金激光焊接数值模拟

利用有限元方法,对Fe-Mn-Si记忆合金平板激光对接焊的温度场和应力场进行三维数值模拟。根据激光焊接特点,建立表面高斯热源和锥形体热源结合的复合热源模型,并编制APDL子程序实现焊接热源的加载和移动。结合材料非线性、相变潜热、边界换热条件等因素,通过模拟计算得到焊接过程中瞬态温度场分布和熔池尺寸,并分析整体温度场分布、焊接热循环特性。焊缝熔合线和尺寸的模拟结果与实际结果吻合良好,验证了模型的正确性。在温度场计算结果基础上,利用间接耦合法,对Fe-Mn-Si记忆合金激光焊的动态应力场和残余应力进行模拟计算,得到焊后最大残余应力为247 MPa,接近其屈服强度。     

激光焊接传热过程的数值计算

以伴随有小孔效应产生的高能量密度束焊接过程为研究对象,建立了运动热源作用下二维小孔焊接中流体流动及传热过程的数学模型,提出采用位置预置———修正的方法对焊接熔池的固、液相交界面位置进行准确捕捉,并对这一小孔焊接模式进行了较为全面的参数化分析,揭示了材料热物理性能、小孔直径、焊接速度等因素对焊接热过程的影响．     

气体对激光焊接熔深和等离子体行为的影响

利用1．7KW连续波CO2激光器焊接厚度为4mm的SUS304奥氏体不锈钢，分析了气体种类及压力对焊缝熔的影响，并利用调整摄像机拍摄等离子体照片，分析了等离子体的行为特征，试验结果表明气体压力减小，熔深增大，且达到饱和溶深，同时压力减小，等离子体数量也少，Ar气体情况下等离子体明显。     

激光深熔焊接小孔内等离子体的反韧致辐射吸收研究

在假设小孔为圆柱形的基础上，通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹，对激光深熔焊接过程中小孔内等离子体的反韧致辐射吸收进行了研究，计算了小孔孔壁上吸收的激光功率密度，分析研究了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及小孔直径等因素对孔壁上的激光功率密度分布的影响．计算结果表明：小孔孔壁通过等离子体的反韧致辐射吸收的激光功率密度主要取决于等离子体对直射激光的反韧致辐射吸收，小孔孔壁的多次反射光只对小孔下部孔壁的激光功率密度分布有一些影响．随着聚焦透镜焦距的增大，小孔孔壁上吸收的激光功率密度峰值减小，但分布区域向小孔深处推移．最后，对小孔孔壁上吸收的激光功率密度与小孔的尺寸之间的关系进行了讨论．小孔的尺寸取决于孔壁上吸收的激光功率密度大小．激光功率密度越大，小孔直径越大。     

激光焊接问题的组合网格法

讨论组合网格法(CGM)在有限元程序自动生成系统平台(FEPG)上的具体实现,并对激光焊接问题进行数值模拟,取得了理想的仿真结果.     

基于正交试验法的20g钢激光深熔焊工艺参数优化研究

20g钢进行激光深熔焊接时气孔是常见的缺陷,对焊接质量有较大影响。本文运用正交试验法,对激光深熔焊工艺参数进行实验,并对试验数据进行分析。得到通过正交试验进行筛选后的优化参数,利用这些优化参数可以得到熔深合理气孔数较少的效果,为进一步研究奠定了基础。     

不同熔透状态下高功率CO2激光堆焊光致等离子体特征分析

提出了一种适用于高功率CO2激光焊缝熔透状态的在线监测方法,设计了不同熔透状态的高功率CO2激光堆焊焊接试验,采用高速摄影技术获取焊接过程中连续变化的光致等离子体图像,编程实现基于最大类间方差的图像分割,计算了光致等离子的高度、底部宽度和面积,得到了特征参数的概率密度分布图和变异系数,并分析了光致等离子体面积的频谱特征.结果表明：在焊缝未熔透时,光致等离子体的高度和面积均显著大于熔透状态时;焊缝未熔透状态的光致等离子体的面积波动频率约为400 Hz.     

高功率激光焊接光致等离子体的形成机理研究

采用理论分析和试验研究相结合的方法，深入探讨了高功率激光焊接过程中光致等离子体的形成过程以及等离子体导致激光能量损失的机理，结果表明：等离子体的产生与入射激光能量密度有关，激光能量的损失主要表现为吸收和散射两种方式，其大小与入射激光波长有关     

基于CCD的激光束自适应测量及其焊接补偿器的设计

 为了获取CCD激光焊接的精确定位并减小CCD噪声对激光加工件测量的影响,通过改变积分项及其范围,提出一种激光束宽的自适应方法来确定被焊接工件的轨迹。同时,充分利用图像传感器技术和计算机对CCD图像处理的功能,对待激光焊接的加工件缝隙进行数据采集和分析,进行激光焊接补偿器的设计,达到了对已知设定的激光焊接轨迹进行补偿。通过实验设计和物理模拟仿真实验,该方法能够精确地确定激光焊接的加工件积分范围,并可以有效地修正实际焊接轨迹,进而提高激光焊接的精度和质量,结果表明了该方法的可行性。     

激光焊接中金属表面对CO_2激光的吸收特性

利用激光焊接中反射光和散射光的采集接收 ,得到金属表面在激光照射不同阶段的吸收特性曲线 .研究激光功率对吸收曲线的影响 ,得出激光焊接中激光束极限移动速度的估算方法     

铝合金激光焊接变形测量

摘要： 首先从激光焊接铝合金薄板的激光光谱入手,发现波长为600～650 nm激光的光强几乎不变,选择了合适的窄带宽滤光片,使得CCD相机采集的整个焊接过程图片光强均一,整个过程不受焊接过程中激光光强的影响.然后在最佳的焊接参数下焊接,用2台CCD相机在脉冲信号下同时进行图像采集,通过匹配计算分析得到板件在整个焊接过程中全场三维变形量、形貌和应变,能够实时地再现变形过程,得到任意时刻的三维上的焊接变形量以及该时刻的形貌及应变.