基于光電信息的激光焊接等離子體研究.pdf

1、激光焊接作為新型焊接技術(shù)，以其能量密度高、焊接熱輸入小、焊速高等優(yōu)點(diǎn)日益受到重視。在激光焊接過程中，隨著激光能量的增大，會(huì)產(chǎn)生激光焊接等離子體，它對焊接過程有著重要影響，甚至能夠決定焊接的成功與否。因此，對激光焊接等離子體的檢測研究具有重要意義；研究等離子體性質(zhì)和內(nèi)部作用機(jī)制，有助于深入理解激光焊接作用機(jī)理，改進(jìn)激光焊接工藝。
　　 等離子體的診斷與檢測主要有聲、光、電及光譜方面的方法，其中光譜和高速攝像等宏觀研究方法使用較多，

2、而電信號(hào)應(yīng)用較少。國內(nèi)外研究多采用單一檢測方法，各信息結(jié)果孤立；而激光焊接等離子體波動(dòng)變化劇烈，這就需要在較高時(shí)間分辨率下進(jìn)行研究；對實(shí)時(shí)條件下激光等離子體波動(dòng)現(xiàn)象的光譜診斷研究也尚不多見。
　　 為此，本文自主設(shè)計(jì)了光譜信號(hào)、電信號(hào)以及高速攝像同步采集系統(tǒng)，對相同時(shí)刻下的激光焊接等離子體進(jìn)行多維信息采集。通過分析等離子體特征參數(shù)以及波動(dòng)特征，來研究激光焊接等離子體的能量與物質(zhì)傳輸規(guī)律。
　　 對激光焊接等離子體采集到的

3、同步信號(hào)進(jìn)行分析后，可以得出：光電采集系統(tǒng)能夠全面獲取等離子體特征信息，各信號(hào)參數(shù)特征明顯，其變化規(guī)律與等離子體波動(dòng)規(guī)律一致，可以全面表征等離子體特征及變化規(guī)律。
　　 采用方波脈沖激光進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)等離子體波動(dòng)現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式。采集到的多維信號(hào)能夠解釋等離子體的波動(dòng)性現(xiàn)象，且符合相關(guān)理論。對采用活性劑的激光焊接研究后發(fā)現(xiàn)，復(fù)合信號(hào)特征能很好的對應(yīng)活性劑作用機(jī)理。
　　 本文設(shè)計(jì)的多信息復(fù)合采集系統(tǒng)，可以對激光焊接