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冷轧带钢激光拼焊的焊缝在线检测研究 被引量：4
1
作者 盛利民 唐霞辉 +3 位作者 彭浩 潘吉兴 裴云 朱海云 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期437-442,共6页
焊缝质量在线检测是冷轧带钢激光拼焊过程中的重要关键技术之一。为了解决武钢TRUMPF12000轴快流激光拼焊设备在焊接过程中出现的错边、拼缝、焊缝形态等问题,采用3个传感器分别采集焊前间隙图像信息、焊接过程图像信息以及焊后焊缝图... 焊缝质量在线检测是冷轧带钢激光拼焊过程中的重要关键技术之一。为了解决武钢TRUMPF12000轴快流激光拼焊设备在焊接过程中出现的错边、拼缝、焊缝形态等问题,采用3个传感器分别采集焊前间隙图像信息、焊接过程图像信息以及焊后焊缝图像信息,利用OTSU自动计算图像阈值、运用投影矩阵的方法将图像坐标转换到工件坐标,编写程序提取图像特征点的方式建立焊缝质量在线检测系统,并以5m/min焊接速率对3mm厚冷轧板进行焊接实验,测量焊接试样焊缝宽度相对误差在4.42%左右。结果表明,焊缝质量检测系统可以计算出较为准确的焊缝宽度、焊缝错边量等信息。 展开更多
关键词 激光技术 焊缝检测 传感器 图像处理 投影几何
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射频板条CO_2激光器整形光路自适应调节研究 被引量：3
2
作者 王振 韩蒙蒙 +1 位作者 彭浩 唐霞辉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期471-475,共5页
为了解决射频板条CO2激光器因安装或腔镜热畸变造成的光路偏移问题,采用外光路偏移补偿的方法对其进行校正。研究了基于压电陶瓷的偏移补偿装置,设计了压电陶瓷驱动电路,并分析了控制精度和自适应控制方法。结果表明,通过偏移补偿装置,... 为了解决射频板条CO2激光器因安装或腔镜热畸变造成的光路偏移问题,采用外光路偏移补偿的方法对其进行校正。研究了基于压电陶瓷的偏移补偿装置,设计了压电陶瓷驱动电路,并分析了控制精度和自适应控制方法。结果表明,通过偏移补偿装置,激光输出功率在任何占空比下均可达到或超过标准参考功率值,并通过对比有无自适应调节,激光输出功率最大相差100W,且可保持激光输出功率在2h运行中波动小于2%。此项研究可保证激光器高效运行,提高激光器的输出功率和模式的稳定性,具有较大的实用价值。 展开更多
关键词 激光技术 射频板条CO2激光器 畸变偏移 自适应调节 压电陶瓷
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纯铜表面脉冲激光熔覆Ni60涂层的结构与性能研究 被引量：7
3
作者 房永祥 齐丽君 +4 位作者 王珂 王海林 朱长虹 朱广志 朱晓 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期40-46,共7页
为了克服纯铜表面激光熔覆时热量难以积聚的困难,得到冶金结合良好的Ni60熔覆层,采用预热辅助脉冲激光熔覆的方法,在纯铜表面进行了Ni60合金粉末的熔覆实验,并建立了纯铜表面预热辅助脉冲激光熔覆过程的3维瞬态热弹塑性模型,对温度场及... 为了克服纯铜表面激光熔覆时热量难以积聚的困难,得到冶金结合良好的Ni60熔覆层,采用预热辅助脉冲激光熔覆的方法,在纯铜表面进行了Ni60合金粉末的熔覆实验,并建立了纯铜表面预热辅助脉冲激光熔覆过程的3维瞬态热弹塑性模型,对温度场及残余应力进行了仿真。预热温度达到573K时,Ni60熔覆层中裂痕完全消除;预热温度为673K时,激光熔覆的加工效率提升了2.2倍;预热辅助脉冲激光熔覆得到的Ni60熔覆层平均硬度达到800HV0.2;常温下,Ni60熔覆层与ASTM52100钢相对耐磨性为4.45,摩擦系数约是铜和ASTM 52100钢的57%。结果表明,随着预热温度的升高,Ni60熔覆层中裂纹减少,激光熔覆效率提高;Ni60熔覆层有效地提高了表面硬度,减小了摩擦系数。通过预热辅助脉冲激光熔覆技术,在纯铜表面制备得到无裂纹、无气孔的Ni60熔覆层,可有效地提高铜基材的硬度与耐磨性。 展开更多
关键词 激光技术 NI60涂层 预热辅助脉冲激光熔覆 纯铜 残余应力 耐磨性
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碟片激光器晶体模块阵列射流冲击冷却的研究 被引量：5
4
作者 邵娜 朱晓 +3 位作者 朱广志 王牧 冯玙璠 黄彦 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期695-700,共6页
为了研究影响碟片激光器晶体模块射流冲击冷却单元换热效果的核心因素,采用数值计算的方法,在喷孔总面积一定的条件下对孔径、孔间距及喷射距离进行了冲击冷却的分析,通过实验对换热系数进行了对比分析,并在实际的碟片激光器上对降温效... 为了研究影响碟片激光器晶体模块射流冲击冷却单元换热效果的核心因素,采用数值计算的方法,在喷孔总面积一定的条件下对孔径、孔间距及喷射距离进行了冲击冷却的分析,通过实验对换热系数进行了对比分析,并在实际的碟片激光器上对降温效果进行了验证。结果表明,孔径为0.6mm且孔间距为1.6mm的喷嘴B具有最好的换热效果,在3L/min的流量及3mm的喷射距离下,换热系数达到55000W·m-2·K-1;不同泵压下,存在最佳喷射距离,喷嘴B在0.2MPa时,最佳喷射距离为0.5mm;当流量为6.5L/min、喷射距离为5mm及注入电流为200A时,喷嘴B对碟片晶体的冷却温度比喷嘴C低5℃。此结论为碟片激光器晶体模块射流冲击冷却单元的优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 激光器 阵列射流 仿真分析 冷却效果
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3kW射频板条CO_2激光器功率稳定性的研究 被引量：4
5
作者 陈晓姣 唐霞辉 彭浩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期91-97,共7页
为了解决3k W射频板条CO2激光器在高功率工作条件下功率波动的问题,采用外光路转折镜调节方法对腔镜热畸变造成的光路偏移进行补偿。研究了基于芯片TMS320LF2407的脉宽调制器控制激光器注入功率的关键技术,设计了整形光路尾镜取样功率... 为了解决3k W射频板条CO2激光器在高功率工作条件下功率波动的问题,采用外光路转折镜调节方法对腔镜热畸变造成的光路偏移进行补偿。研究了基于芯片TMS320LF2407的脉宽调制器控制激光器注入功率的关键技术,设计了整形光路尾镜取样功率检测系统,并分析了外光路自适应调节系统的补偿原理。结果表明,整形光路尾镜取样功率检测系统与基准功率计的最大误差为±2.59%,其具有高线性度;采用PA 100/T 14型压电陶瓷微位移驱动器,对微动距离不超过54μm的自适应调节转折镜进行调节补偿,光束偏移不会超出空间滤波器的0.8mm狭缝宽度;调节补偿前后输出功率波动由18%降到2%,达到了由于腔镜热变形导致光束偏移的补偿要求,整形光束的旁瓣消失,获得最佳模式输出。此项研究对提高激光器输出功率稳定性具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 激光器 3kW射频板条CO2激光器 整形光路尾镜取样 功率检测与反馈 光束偏移 转折镜调节补偿
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交错式单管正激变换的半导体激光器电源研究 被引量：2
6
作者 王超 马新敏 +2 位作者 于鹏鹏 郭飞 王志强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期665-669,共5页
为了简化半导体激光器电源的电路结构、提升其电能转换效率、实现输出电流的快速动态响应,采用单管正激变换的并联交错技术,设计出一种2k W单级变换的开关型直流驱动电源。测试并分析了电源的静态特性、动态特性及电能转换效率。结果表... 为了简化半导体激光器电源的电路结构、提升其电能转换效率、实现输出电流的快速动态响应,采用单管正激变换的并联交错技术,设计出一种2k W单级变换的开关型直流驱动电源。测试并分析了电源的静态特性、动态特性及电能转换效率。结果表明,电源的效率高达85%;输出电流0A^100A的上升、下降时间仅为1ms;满载100A工作时,输出电流的纹波系数仅为0.04%。与两级串联结构的半导体激光器电源相比,电源的效率得以提升,输出电流的动态响应速度迅速,满足激光加工的要求。 展开更多
关键词 激光技术 半导体激光器电源 交错式单管正激变换 输出电流的动态响应
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轴快流CO_2激光器翅片管换热器强化换热研究 被引量：1
7
作者 岳建堡 李波 +2 位作者 王海林 王智用 李杰雄 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期626-631,共6页
为了解决厚板切割领域中高功率轴快流CO_2激光器翅片管换热器压力损失大、传热效率低的问题,采用计算流体力学软件ANSYS分析了3种涡流发生器的换热特性,并对换热性能更佳的梯形小翼涡流发生器的形状、长度、高度和安装角度进行优化设计... 为了解决厚板切割领域中高功率轴快流CO_2激光器翅片管换热器压力损失大、传热效率低的问题,采用计算流体力学软件ANSYS分析了3种涡流发生器的换热特性,并对换热性能更佳的梯形小翼涡流发生器的形状、长度、高度和安装角度进行优化设计;通过一个开环的风洞实验平台验证了数值模拟数据的可靠性。结果表明,长度11mm、高度2.6mm的梯形小翼涡流发生器采用30°迎角渐缩方式布置时换热性能最佳,在雷诺数为600~1600范围内,和没有安装涡流发生器相比,梯形小翼涡流发生器的努塞尔数Nu提高了8%~22%,摩擦因子上升了16%~27%;8h稳定输出功率4216W,比额定输出功率高出5.4%。该研究提高了CP4000系列激光器的厚板切割能力。 展开更多
关键词 激光技术 激光器 涡流发生器 计算流体力学 强化换热 风洞实验平台
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复合脉冲深度激光打孔的实验研究 被引量：5
8
作者 何雅静 王伟 +3 位作者 许本志 朱晓 齐丽君 朱长虹 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期380-384,共5页
为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物... 为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物主要靠高峰值功率密度的激光脉冲串,并研究了脉冲能量、脉冲宽度、打孔方式等不同激光参量下的激光打孔效果。结果表明,与长脉冲激光单独激光打孔相比,复合脉冲激光打孔能大幅减小穿孔时间,对脉宽2ms、单脉冲能量2.9J的长脉冲,复合脉冲打孔速率提高2.3倍,所需能量减少20%,且脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,打孔速率越快。此研究为复合脉冲打孔的激光器选择提供了依据。 展开更多
关键词 激光技术 激光打孔 复合脉冲 脉冲能量 脉冲宽度
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脉冲TEA CO_2激光器输出模拟 被引量：1
9
作者 胡志 王又青 +2 位作者 刘顺 卢丽娟 李波 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期566-570,共5页
为了研究气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲横向激励大气压CO2激光器输出功率的影响,采用了六温度模型的方法,对工作气体中不同分子振动模式间的能量转移和激光输出功率进行了理论分析和模拟。当CO2,N2,He的体积比由4∶30∶65上升到6... 为了研究气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲横向激励大气压CO2激光器输出功率的影响,采用了六温度模型的方法,对工作气体中不同分子振动模式间的能量转移和激光输出功率进行了理论分析和模拟。当CO2,N2,He的体积比由4∶30∶65上升到6∶30∶65时,脉冲功率增加,输出延迟时间变短;当CO2,N2,He的体积比由5∶15∶65上升到5∶35∶65时,脉冲功率按先增加后减小的趋势变化,在N2比例约为25时达到最大;当CO2,N2,He的体积比为5∶30∶65、最大抽运电子密度由4×1012/cm3增加到6×1012/cm3、腔长由2m增加到4m时,脉冲功率都会逐渐增加;脉冲功率越大时,输出延迟时间越短,但有更长的拖尾现象。结果表明,气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲输出功率有影响,该研究为设计和优化激光器提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 脉冲横向激励大气压CO2激光器 六温度模型 数值模拟
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基于人工神经网络的半导体激光光束自适应整形系统设计 被引量：1
10
作者 王登鑫 刘易飞 唐霞辉 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第7期20-24,共5页
针对半导体激光器输出功率高、光束能量低以及整形效果差的问题,提出一种基于人工神经网络的半导体激光光束自适应整形系统。使用非球面透镜作为光束整形主要透镜,依据建立的半导体激光光束模型获取透镜各项参数;基于ZEMAX操作平台,使... 针对半导体激光器输出功率高、光束能量低以及整形效果差的问题,提出一种基于人工神经网络的半导体激光光束自适应整形系统。使用非球面透镜作为光束整形主要透镜,依据建立的半导体激光光束模型获取透镜各项参数;基于ZEMAX操作平台,使用人工神经网络与粒子群相结合的方法,优化半导体激光器参数,实现激光光束的自适应整形。实验结果表明,利用该方法进行激光光束整形时,最高激光器的输出功率仅为20 W,最高光束能量为137 kJ,说明激光器输出功率低、光束能量强、整形效果好。 展开更多
关键词 人工神经网络 半导体激光器 激光光束 自适应整形
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