铝合金振荡扫描激光焊接/复合焊接等离子体光谱特征研究
发布时间：2021-03-28 04:11
激光束振荡扫描行为能够影响激光焊接和激光-电弧复合焊接的等离子体行为、改变能量传递特性,进而改善熔池冶金行为,是提升铝合金焊缝质量的有效手段。但是有关光束扫描行为对激光焊接/复合焊接等离子体光谱特性影响的研究相对缺乏。为此,本文系统研究了圆形光束扫描振幅（半径）和频率对AA6082铝合金激光焊接和激光-电弧复合焊接等离子体光谱特性的影响规律。主要结果如下:振荡扫描激光焊接和复合焊接的光谱谱线都主要集中在300-600nm波段,由Mg原子谱线、Mg离子谱线及Al原子谱线构成。扫描行为对MgⅠ 518.36nm原子谱线影响最为显著,将其平均光谱强度作为表征激光焊接等离子体强度的特征参量。扫描复合焊接的激光辐照区有MgⅡ 279.76nm离子谱线,峰值电流下其谱线强度比无扫描增加了约20倍,表明激光束扫描能够增强激光-电弧相互作用,因此可以用MgⅡ 279.76nm谱线强度来表征激光束扫描对两种热源之间相互作用的影响程度。激光焊接时,由于光束扫描行为降低了局部区域能量密度和作用时间,阻碍了光致等离子体的持续增强,因此增大扫描振幅或频率都会减少等离子体光谱强度和电子密度,同时降低焊缝熔深,但是...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光焊接多传感器检测原理图
整体呈电中性，由大量电子、带正电的离子和原子构用下，由小孔向喷嘴剧烈运动，由于电子的速度远远大保持电平衡状态，在入射激光的轴向上产生一个电位差用于分析等离子体的状态，间接对焊接过程稳定性和en[10]为了测量等离子体的动态电信号，最早设计了一个工件接地作为另一电极的等离子体电荷传感器 PCS（这一装置对激光焊接过程的多种参数和可能存在的缺明等离子体电信号与焊缝的熔深相关，信号的强度随清华大学的王勇、陈武柱[11, 12]等人利用 PCS 传感器对过检测 PCS 信号实现了对焦点位置的控制，相应实验明，增加喷嘴与工件的距离，PCS 信号的强度逐渐减号来检测焊接过程中离焦量的变化情况。
图 1-3 基于 PD2000 的激光焊接同轴检测系统[30]与焊接过程相关的光信号主要有：被工件反射外信号；高温等离子体产生的紫外到红外波段反射、折射、吸收和散射作用，当焊接状态发同，通过监测焊接过程中被反射或穿透的激光过程的变化。感信号是激光诱导产生的等离子体光辐射信号中的重要物理现象，对小孔的形成、能量与物影响焊接质量的重要因素。对工作区附近的红外分析，是了解等离子体状态的重要手段。等离离子和保护气体原子和离子等，其温度很高，
【参考文献】：
期刊论文
[1]6061铝合金激光深熔焊等离子体光谱特征与气孔的相关性[J]. 李坤,王威,单际国,王旭友. 焊接学报. 2015(07)
[2]激光扫描焊接技术的研究现状[J]. 陈晓宇,王旭友,周立涛,张学鹏,陈燕. 机械制造文摘(焊接分册). 2014(04)
[3]不锈钢CO2激光焊接等离子体行为特性实验研究[J]. 李妍坤,邹江林,牛建强,张心怡,肖荣诗. 应用激光. 2012(03)
[4]气体保护对304不锈钢激光-CMT电弧复合热源焊接接头冲击韧性的影响[J]. 王小朋,黄瑞生,张毅梅,王旭友. 焊接. 2012 (05)
[5]激光焊接的特性[J]. 徐国建,王虹,唱丽丽,杭争翔,常云龙,邢飞. 电焊机. 2010(11)
[6]基于光谱的激光—MAG复合焊耦合机理分析[J]. 李志勇,王威,王旭友,李桓. 机械工程学报. 2010(08)
[7]激光-MIG复合焊接2A12铝合金工艺和接头性能[J]. 严军,高明,曾晓雁. 中国有色金属学报. 2009(12)
[8]激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计[J]. 王春明,胡伦骥,胡席远. 激光技术. 2007(05)
[9]激光焊接声信号与熔深的相关性[J]. 刘京雷,陈彦宾,徐庆鸿. 焊接学报. 2006(01)
[10]钛合金激光焊接过程中等离子体光信号的检测与分析[J]. 王春明,胡伦骥,胡席远,杜汉斌. 焊接学报. 2004(01)
博士论文
[1]低功率YAG激光+TIG复合热源焊接技术研究[D]. 郝新锋.大连理工大学 2010
[2]基于多传感器的激光焊接质量实时诊断及其理论基础[D]. 王春明.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]铝合金激光—电弧复合焊接缺陷光谱诊断研究[D]. 胡艳萍.华中科技大学 2017
[2]42CrMoA中碳调质钢扫描激光-MAG复合焊接特性研究[D]. 张甫.机械科学研究总院 2016
[3]真空环境下激光焊接等离子体特性研究[D]. 姜梦.哈尔滨工业大学 2015
[4]DP1000高强钢激光焊工艺研究及焊接过程的光谱诊断分析[D]. 李慷.天津大学 2014
[5]激光－双丝脉冲MIG复合焊接电弧等离子体光谱诊断[D]. 郑凯.天津大学 2014
[6]高压TIG焊接电弧特性研究[D]. 巩杉.哈尔滨工业大学 2013
[7]振镜扫描式激光焊接系统的研究[D]. 胡浩.华中科技大学 2011
[8]基于ART算法的双钨极耦合电弧温度场光谱诊断[D]. 熊俊.哈尔滨工业大学 2010
[9]基于光谱分析的激光深熔焊接孔内等离子体特性研究[D]. 赵智.湖南大学 2009
[10]等离子体弧图像采集及温度场研究[D]. 李志钢.大连理工大学 2007
本文编号：3104861
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光焊接多传感器检测原理图
整体呈电中性，由大量电子、带正电的离子和原子构用下，由小孔向喷嘴剧烈运动，由于电子的速度远远大保持电平衡状态，在入射激光的轴向上产生一个电位差用于分析等离子体的状态，间接对焊接过程稳定性和en[10]为了测量等离子体的动态电信号，最早设计了一个工件接地作为另一电极的等离子体电荷传感器 PCS（这一装置对激光焊接过程的多种参数和可能存在的缺明等离子体电信号与焊缝的熔深相关，信号的强度随清华大学的王勇、陈武柱[11, 12]等人利用 PCS 传感器对过检测 PCS 信号实现了对焦点位置的控制，相应实验明，增加喷嘴与工件的距离，PCS 信号的强度逐渐减号来检测焊接过程中离焦量的变化情况。
图 1-3 基于 PD2000 的激光焊接同轴检测系统[30]与焊接过程相关的光信号主要有：被工件反射外信号；高温等离子体产生的紫外到红外波段反射、折射、吸收和散射作用，当焊接状态发同，通过监测焊接过程中被反射或穿透的激光过程的变化。感信号是激光诱导产生的等离子体光辐射信号中的重要物理现象，对小孔的形成、能量与物影响焊接质量的重要因素。对工作区附近的红外分析，是了解等离子体状态的重要手段。等离离子和保护气体原子和离子等，其温度很高，
【参考文献】：
期刊论文
[1]6061铝合金激光深熔焊等离子体光谱特征与气孔的相关性[J]. 李坤,王威,单际国,王旭友. 焊接学报. 2015(07)
[2]激光扫描焊接技术的研究现状[J]. 陈晓宇,王旭友,周立涛,张学鹏,陈燕. 机械制造文摘(焊接分册). 2014(04)
[3]不锈钢CO2激光焊接等离子体行为特性实验研究[J]. 李妍坤,邹江林,牛建强,张心怡,肖荣诗. 应用激光. 2012(03)
[4]气体保护对304不锈钢激光-CMT电弧复合热源焊接接头冲击韧性的影响[J]. 王小朋,黄瑞生,张毅梅,王旭友. 焊接. 2012 (05)
[5]激光焊接的特性[J]. 徐国建,王虹,唱丽丽,杭争翔,常云龙,邢飞. 电焊机. 2010(11)
[6]基于光谱的激光—MAG复合焊耦合机理分析[J]. 李志勇,王威,王旭友,李桓. 机械工程学报. 2010(08)
[7]激光-MIG复合焊接2A12铝合金工艺和接头性能[J]. 严军,高明,曾晓雁. 中国有色金属学报. 2009(12)
[8]激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计[J]. 王春明,胡伦骥,胡席远. 激光技术. 2007(05)
[9]激光焊接声信号与熔深的相关性[J]. 刘京雷,陈彦宾,徐庆鸿. 焊接学报. 2006(01)
[10]钛合金激光焊接过程中等离子体光信号的检测与分析[J]. 王春明,胡伦骥,胡席远,杜汉斌. 焊接学报. 2004(01)
博士论文
[1]低功率YAG激光+TIG复合热源焊接技术研究[D]. 郝新锋.大连理工大学 2010
[2]基于多传感器的激光焊接质量实时诊断及其理论基础[D]. 王春明.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]铝合金激光—电弧复合焊接缺陷光谱诊断研究[D]. 胡艳萍.华中科技大学 2017
[2]42CrMoA中碳调质钢扫描激光-MAG复合焊接特性研究[D]. 张甫.机械科学研究总院 2016
[3]真空环境下激光焊接等离子体特性研究[D]. 姜梦.哈尔滨工业大学 2015
[4]DP1000高强钢激光焊工艺研究及焊接过程的光谱诊断分析[D]. 李慷.天津大学 2014
[5]激光－双丝脉冲MIG复合焊接电弧等离子体光谱诊断[D]. 郑凯.天津大学 2014
[6]高压TIG焊接电弧特性研究[D]. 巩杉.哈尔滨工业大学 2013
[7]振镜扫描式激光焊接系统的研究[D]. 胡浩.华中科技大学 2011
[8]基于ART算法的双钨极耦合电弧温度场光谱诊断[D]. 熊俊.哈尔滨工业大学 2010
[9]基于光谱分析的激光深熔焊接孔内等离子体特性研究[D]. 赵智.湖南大学 2009
[10]等离子体弧图像采集及温度场研究[D]. 李志钢.大连理工大学 2007
本文编号：3104861
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