CO_2激光焊接不锈钢光致等离子体动态特性分析 被引量：11

1

作者 段爱琴 陈俐 +1 位作者 王亚军 胡伦骥 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期17-20,共4页

光致等离子体是CO2激光焊接中一个重要的物理现象,它与焊接的稳定性、焊接质量及能量利用率等都有密切的关系。利用高速摄像及光信号监测两种手段对等离子体的动态变化过程及其对焊接稳定性的影响进行了深入的研究。提出了等离子体的变... 光致等离子体是CO2激光焊接中一个重要的物理现象,它与焊接的稳定性、焊接质量及能量利用率等都有密切的关系。利用高速摄像及光信号监测两种手段对等离子体的动态变化过程及其对焊接稳定性的影响进行了深入的研究。提出了等离子体的变化每个周期内分为四个阶段,而影响焊接稳定性的根本原因是等离子体在穿透与未穿透之间的波动。 展开更多

关键词 激光焊接 光致等离子体 高速摄像 光信号

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激光深熔焊接光致等离子体行为及控制技术 被引量：17

2

作者 胡昌奎 陈培锋 黄涛 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期78-80,共3页

激光深熔焊接过程中 ,小孔上方的等离子体会影响激光和工件之间的耦合效率。本文在叙述激光深熔焊接光致等离子体形成机理的基础上 ,分析了致密的光致等离子体对入射激光的屏蔽行为和对焊接的影响 ,并系统介绍了国内外光致等离子体的控... 激光深熔焊接过程中 ,小孔上方的等离子体会影响激光和工件之间的耦合效率。本文在叙述激光深熔焊接光致等离子体形成机理的基础上 ,分析了致密的光致等离子体对入射激光的屏蔽行为和对焊接的影响 ,并系统介绍了国内外光致等离子体的控制技术。 展开更多

关键词 激光 熔焊 深熔焊接 光致等离子体 控制技术 耦合效率 形成机理

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辅助气体流量对光致等离子体控制的影响 被引量：5

3

作者 唐霞辉 周毅 +1 位作者 何艳艳 朱国富 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期62-63,共2页

本文旨在实验研究高功率CO2 激光深熔焊过程中辅助气体流量对等离子体控制的影响规律。结果表明 ,熔深随气体操作流量变化会呈现三个区间 :P区间、S区间、I区间。同时气体流量对等离子体的控制有一个最佳值区间。在这个区间内 。

关键词 辅助气体 光致等离子体 激光深熔焊 区间 焊接

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激光深熔焊接光致等离子体的控制 被引量：6

4

作者 刘锟 刘金合 周畅 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第23期86-88,共3页

激光深熔焊接过程中,光致等离子体对激光能量有显著的屏蔽作用,严重影响了焊接质量,因此,对等离子体的控制技术成为研究的热点。本文在简要介绍等离子体形成、分类的基础上,系统归纳了国内外几种控制等离子体的方法,并对这几种方法进行... 激光深熔焊接过程中,光致等离子体对激光能量有显著的屏蔽作用,严重影响了焊接质量,因此,对等离子体的控制技术成为研究的热点。本文在简要介绍等离子体形成、分类的基础上,系统归纳了国内外几种控制等离子体的方法,并对这几种方法进行了比较。其中,详细介绍了真空焊接法。 展开更多

关键词 激光深熔焊接 光致等离子体 控制 真空

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工艺参数对铝合金CO_2激光焊接光致等离子体温度的影响 被引量：2

5

作者 祁俊峰 丁鹏 +1 位作者 张冬云 左铁钏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期97-100,118,共5页

利用Spectra Pro2500i瞬态光谱仪对6061铝合金CO2激光焊接光致等离子体的发光谱进行了测量,分析得到的200~600 nm范围内的Mg I特征谱线,利用玻尔兹曼图法计算得到光致等离子体的平均温度。分别研究了激光功率、焊接速度、焦点位置、辅... 利用Spectra Pro2500i瞬态光谱仪对6061铝合金CO2激光焊接光致等离子体的发光谱进行了测量,分析得到的200~600 nm范围内的Mg I特征谱线,利用玻尔兹曼图法计算得到光致等离子体的平均温度。分别研究了激光功率、焊接速度、焦点位置、辅助气体等工艺参数对光致等离子体平均温度的影响,并对其原因进行了分析。在试验条件下,当激光功率超过材料深熔焊接阈值功率后,激光功率对光致等离子体温度的影响不大,约为6 000 K;焊接速度对光致等离子体温度的影响表现为'倒U形'曲线规律;对于一定内径的辅助气体喷嘴,等离子体温度随辅助气体流量呈现先增加后减小的趋势;在氦气中加入氩气会导致光致等离子体温度升高500~1 000 K左右。 展开更多

关键词 激光焊接 铝合金 光致等离子体 光谱

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不同熔透状态下高功率CO_2激光堆焊光致等离子体特征分析 被引量：1

6

作者 蔡艳 戎磊 +2 位作者 孙大为 李国华 吴毅雄 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期56-60,共5页

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... 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. 展开更多

关键词 高功率CO2激光焊 光致等离子体 熔透性 特征参数 频谱分析

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侧吹气体喷嘴位置对光致等离子体尺寸特征的影响 被引量：3

7

作者 张菁 蔡艳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第3期104-107,共4页

高功率CO2激光焊接过程中侧吹气体喷嘴位置及角度变化会对光致等离子体的尺寸特征产生影响。本文基于计算流体动力学,建立了二维非稳态模型,计算不同喷嘴位置、喷嘴角度下气体在工件表面产生的压力、水平气体流速和保护气体在整个环境... 高功率CO2激光焊接过程中侧吹气体喷嘴位置及角度变化会对光致等离子体的尺寸特征产生影响。本文基于计算流体动力学,建立了二维非稳态模型,计算不同喷嘴位置、喷嘴角度下气体在工件表面产生的压力、水平气体流速和保护气体在整个环境氛围中所占的比率,指出利于抑制等离子体的气体喷嘴位置最佳区间,并设计了基于十字型激光的喷嘴位置快速定位装置。实验结果表明,侧吹气体喷嘴的位置及角度在工业生产中具有很重要的作用,适当的喷嘴位置配合较小的保护气体流量同样可以达到抑制等离子体保证焊接质量的效果,同时可以降低成本,节约资源。 展开更多

关键词 喷嘴位置 数值模拟 光致等离子体 快速定位装置

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基于改进Snake算法的坡口中光致等离子体图像分割 被引量：1

8

作者 谢文静 蔡艳 +1 位作者 孙大为 吴岳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第11期175-179,共5页

光致等离子体是CO2激光焊的重要现象。厚板激光焊时,坡口中的光致等离子体图像受熔池等噪声影响,传统边缘提取算法易产生伪边缘,给后续分析计算带来困难。设计了坡口中光致等离子体图像采集系统,所获得的图像经高斯滤波后,为了克服熔池... 光致等离子体是CO2激光焊的重要现象。厚板激光焊时,坡口中的光致等离子体图像受熔池等噪声影响,传统边缘提取算法易产生伪边缘,给后续分析计算带来困难。设计了坡口中光致等离子体图像采集系统,所获得的图像经高斯滤波后,为了克服熔池对光致等离子云图像的干扰,改进了主动轮廓模型Snake算法,基于OTSU算法完成等离子云图像的二值化和初步分割,设计了Snake模型能量函数并优化了相关参数,提取了坡口中光致等离子体边缘,与传统Sobel算子等方法比较,提高了等离子云边缘提取的准确性和可靠性。 展开更多

关键词 SNAKE算法 OTSU算法 图像分割 坡口 光致等离子体

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利用光致等离子体声信号监测激光焊缝的熔透性 被引量：4

9

作者 段爱琴 邹世坤 +1 位作者 胡伦骥 陈彦宾 《电加工与模具》 2001年第6期6-8,共3页

介绍了CO2 激光深熔焊接时 ,利用光致等离子体声信号来监测焊缝熔透性的一种方法。文中通过试验研究 ,获得了焊缝熔透性变化时 ,光致等离子体声信号的变化规律 。

关键词 激光焊接 熔透 光致等离子体 声信号

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大功率激光焊接光致等离子体的光谱分析 被引量：11

10

作者 苏彦东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期1389-1391,共3页

大功率激光焊接过程中 ,光致等离子体的粒子密度及温度对入射激光能量的传输效率及焊缝的熔深都有很大影响。采用光谱诊断、分析方法 ,利用谱线相对强度法对激光光致等离子体的温度及电子密度进行了测量与计算 。

关键词 激光焊接 光致等离子体 光谱分析 辐射强度

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光致等离子体在PCB制作能量传输中的作用 被引量：8

11

作者 丁黎光 吴德林 丁伟 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期50-51,共2页

简要介绍目前PCB的发展及激光制作的要求 ,研究和分析光致等离子体对激光能量传输的影响 。

关键词 光致等离子体 PCB 能量传输 小孔效应 印刷电路板

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光致等离子体电子温度和密度的测量设计 被引量：1

12

作者 张屹 陈根余 李力钧 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第3期98-101,共4页

基于谱线的相对强度法,开发了激光焊接光致等离子体电子温度和密度的测量系统,包括了分光与色散系统,信号采集与预处理系统,以及数据后处理与显示系统。试验结果表明,硬件设计和软件系统的开发与集成满足了激光焊接光致等离子体电子温... 基于谱线的相对强度法,开发了激光焊接光致等离子体电子温度和密度的测量系统,包括了分光与色散系统,信号采集与预处理系统,以及数据后处理与显示系统。试验结果表明,硬件设计和软件系统的开发与集成满足了激光焊接光致等离子体电子温度和密度的测量要求。 展开更多

关键词 光致等离子体 电子温度和密度测量 系统设计

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激光深熔焊的光致等离子体行为模拟研究 被引量：3

13

作者 张俊 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第21期226-231,234,共7页

对6063铝合金的激光深熔焊过程中光致等离子行为进行了研究。运用多通道分析装置获取六条由激光诱导等离子体形成的Mg I谱线,使用高速摄像装置捕获等离子体图像;将数据和图像传送到智能终端中,采用Fluent软件分析激光深熔焊接过程中的... 对6063铝合金的激光深熔焊过程中光致等离子行为进行了研究。运用多通道分析装置获取六条由激光诱导等离子体形成的Mg I谱线,使用高速摄像装置捕获等离子体图像;将数据和图像传送到智能终端中,采用Fluent软件分析激光深熔焊接过程中的光致等离子体各阶段的状态。结果表明,激光功率密度随着小孔深度的增加而增大。在激光焊接的起始阶段,光致等离子体的温度变化较大,随着时间推移进入稳定阶段,等离子体的温度趋于恒定。随着焊接的继续,光致等离子体的不恒定性主要体现为光致等离子体的位置上下波动和尺度变化。 展开更多

关键词 激光深熔焊 光致等离子体 小孔 温度

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激光深熔焊光致等离子体行为与控制 被引量：9

14

作者 史俊锋 肖荣诗 左铁钏 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期40-42,共3页

激光深熔焊中光致等离子体的行为影响焊接质量和焊接效率 ,本文论述了等离子体在激光深熔焊中的形成机制与存在形式。讨论了不同功率密度时 ,等离子体对能量耦合的影响 ,分析了其对激光束的作用 ,特别是对光束的折射。归纳了工程中等离... 激光深熔焊中光致等离子体的行为影响焊接质量和焊接效率 ,本文论述了等离子体在激光深熔焊中的形成机制与存在形式。讨论了不同功率密度时 ,等离子体对能量耦合的影响 ,分析了其对激光束的作用 ,特别是对光束的折射。归纳了工程中等离子体控制的几种方法和辅助气体控制等离子体的理论研究现状。 展开更多

关键词 激光深熔焊接 光致等离子体 形成机制

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大功率半导体激光加工光致等离子体折射效应 被引量：3

15

作者 潘吉兴 唐霞辉 +2 位作者 盛利民 钟理京 许成文 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期557-561,共5页

为了研究大功率半导体激光加工过程中,光致等离子体对激光光束显著的屏蔽作用,以波长为976nm、光斑尺寸为0.5mm×1mm、最大功率为4k W的半导体激光加工系统为实验基础,采用了与实际相符的光致等离子体电子密度数学模型和几何光学ABC... 为了研究大功率半导体激光加工过程中,光致等离子体对激光光束显著的屏蔽作用,以波长为976nm、光斑尺寸为0.5mm×1mm、最大功率为4k W的半导体激光加工系统为实验基础,采用了与实际相符的光致等离子体电子密度数学模型和几何光学ABCD矩阵算法,从吸收和折射两方面对光致等离子体的屏蔽作用进行了理论分析和实验研究,得到了在光致等离子体电子密度ne≤1.0×1018/cm3的条件下,光致等离子体的折射效应才是引起半导体激光光束屏蔽的主要原因这一结果。结果表明,光致等离子体改变了聚焦光束的形态,使其焦点下移、光斑变大、能量密度变小,其效果类似于一个非线性梯度折射率的负透镜。 展开更多

关键词 几何光学 折射效应 ABCD矩阵 光致等离子体

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CO_2激光深熔焊接光致等离子体吸收及其控制 被引量：8

16

作者 唐霞辉 朱海红 +1 位作者 朱国富 李适民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第7期741-743,共3页

研究高功率密度 CO2 激光焊接过程中光致等离子体对入射激光的吸收以及侧吹辅助气体对等离子体控制的影响。采用准基模 CO2 激光束在 1 Cr1 8Ni9Ti不锈钢表面进行扫描焊缝 ,通过光谱检测装置检测等离子体辐射谱线强度 ,从而计算等离子... 研究高功率密度 CO2 激光焊接过程中光致等离子体对入射激光的吸收以及侧吹辅助气体对等离子体控制的影响。采用准基模 CO2 激光束在 1 Cr1 8Ni9Ti不锈钢表面进行扫描焊缝 ,通过光谱检测装置检测等离子体辐射谱线强度 ,从而计算等离子体对激光的吸收系数 ;采用侧吹喷嘴分别通CO2 、N2 、Ar、He4种气体压缩等离子体。研究结果表明 ,光致等离子体对入射激光能量的吸收损失高达 2 0 % ;随着侧吹辅助气体流量的增加 ,焊缝呈现3个区间 :当气体压力低于金属蒸汽压力时 ,焊缝为“酒杯”状 ,深宽比很小 ;当辅助气体操作压力稍高于金属蒸汽压力 ,等离子体可被有效控制从而获得最佳焊缝。 展开更多

关键词 激光焊接 光致等离子体 吸收损失 侧吹控制

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激光等离子体无源电探针探测及光谱诊断的比较分析 被引量：4

17

作者 刘桐 杨立军 +1 位作者 王立君 王浪平 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期289-292,共4页

提出一种利用无源电探针探测激光焊接光致等离子体的方法。采用光电同步采集系统对激光焊接光致等离子体进行研究,利用无源电探针和光纤式光谱仪探测光致等离子体,利用等离子鞘层理论分析电信号,并运用相对光强法计算出光致等离子体的... 提出一种利用无源电探针探测激光焊接光致等离子体的方法。采用光电同步采集系统对激光焊接光致等离子体进行研究,利用无源电探针和光纤式光谱仪探测光致等离子体,利用等离子鞘层理论分析电信号,并运用相对光强法计算出光致等离子体的电子温度,比较同步光电信号分析结果。将不涂覆表面物质以及表面分别涂覆KF和TiO2三种情况下的计算结果进行对比,对影响结果准确性的因素进行分析。研究结果表明通过无源探针法计算等离子体温度与光谱信号计算结果基本吻合,准确度受等离子体离子质量的影响。无源电探针法能够反映激光焊接光致等离子体内温度变化,具有较好的实时性,可以作为激光等离子体监测手段。 展开更多

关键词 无源电探针 光谱诊断 光致等离子体 电子温度

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基于光谱诊断的窄间隙激光填丝焊气孔缺陷检测研究 被引量：1

18

作者 佘昆 李冬辉 +3 位作者 杨凯淞 杨立军 刘金平 黄一鸣 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期507-514,共8页

窄间隙激光焊作为核电领域大型厚壁构件的先进连接工艺,具有热输入小、焊接效率高、接头质量高等优点。然而,受现场复杂施焊环境影响,焊缝内部易因污染物清理不尽而产生气孔缺陷。传统的焊后无损检测费时耗力,且检测结果受零部件尺寸结... 窄间隙激光焊作为核电领域大型厚壁构件的先进连接工艺,具有热输入小、焊接效率高、接头质量高等优点。然而,受现场复杂施焊环境影响,焊缝内部易因污染物清理不尽而产生气孔缺陷。传统的焊后无损检测费时耗力,且检测结果受零部件尺寸结构制约及检测人员主观判断影响,因此亟待发展气孔缺陷在线检测技术。本文设计研制了基于发射光谱的窄间隙激光焊质量检测系统,探究工艺参数及水、油等污染物对气孔缺陷的影响规律,分析水对激光致等离子体电子温度、光谱强度的作用机制,开发因污染物导致的气孔缺陷在线预警软件系统。结果表明,窄间隙激光焊时由于受工件侧壁拘束使得等离子体密度高,对激光反射、散射作用强,测得光谱强度值较弱。窄间隙填丝焊时由于激光能量存在损耗、不能完全被母材和丝材吸收,其测得的光谱强度小于窄间隙自熔焊。采用Boltzmann作图法求得窄间隙激光填丝焊光致等离子体电子温度为7201.1 K,电子密度为5.2797×10^(15)cm^(-3),均小于窄间隙激光自熔焊时的热力学状态参数。在本文的6组自熔焊工艺参数范围内,X射线探伤未检测到密集气孔缺陷。当母材表面有水时,焊缝表面有气孔产生,通过X射线探伤观察到焊缝中有大量密集气孔存在。与正常工艺下获得的光谱数据相比,光谱仪全波段上的相对光强均降低,电子温度也下降至6900~7200 K范围内动态波动,但电子密度会增大。采用神经网络模型对主成分分析降维后的光谱数据进行训练,可对窄间隙激光填丝焊时因水、油等污染物导致的气孔缺陷进行高准确率的预测。开发的气孔检测系统可对因污染物导致的气孔缺陷进行有效识别,准确率达90%,响应时间在0.1 s内。 展开更多

关键词 窄间隙激光焊 光谱诊断 光致等离子体 气孔缺陷 在线检测

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高强铝合金激光粉末焊接过程 被引量：9

19

作者 陈铠 肖荣诗 +1 位作者 张盛海 左铁钏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期33-36,共4页

采用CO_2激光(slab)系统进行了高强铝合金的激光填粉焊接,分析了激光与粉末相互作用的5个阶段过程;研究了填充合金粉对CO_2激光焊接功率阈值、焊缝成形和焊接过程稳定性的影响。试验表明,合金粉末可以提高焊接过程中激光能量的有效利用... 采用CO_2激光(slab)系统进行了高强铝合金的激光填粉焊接,分析了激光与粉末相互作用的5个阶段过程;研究了填充合金粉对CO_2激光焊接功率阈值、焊缝成形和焊接过程稳定性的影响。试验表明,合金粉末可以提高焊接过程中激光能量的有效利用率;激光深熔焊接时的临界功率密度明显降低,粉末束流只有作用在光致等离子体的恰当区域才能有效地进入熔池;在一定送粉量下,匹配适当的功率密度和热输入,才能保证得到理想的焊缝。高速摄像图片显示了激光支持的燃烧波及焊接中的过程孔洞,并且合金粉末还可以减弱等离子体的膨胀跳动,有利于获得较为稳定的焊接过程和理想的焊缝成形。 展开更多

关键词 铝合金 合金粉末 CO2激光焊接 光致等离子体 功率密度

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激光维持燃烧波对激光-TIG复合热源的影响 被引量：6

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作者 陈彦宾 李俐群 陈凤东 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期695-697,共3页

激光诱发的等离子体可分为金属蒸汽等离子体和保护气体等离子体 .激光 -TIG复合焊接过程降低了气体电离条件 ,促进了激光维持燃烧波 (LSC)的形成 .通过CCD监测激光 -TIG复合热源焊接过程 ,深入研究了LSC波的形成机理及对激光

关键词 激光维持燃烧波 光致等离子体 激光焊接 激光-TIG复合热源 物理机理 电子雪崩 气体光学击穿

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