光纖激光焊接金屬蒸汽的定量表征實驗研究.pdf

1、高功率光纖激光器以其穩(wěn)定性好,光束質(zhì)量高,而且使用方法簡便,可實現(xiàn)免維護,在汽車、船舶和航空制造等行業(yè)已經(jīng)得到成功應(yīng)用。在焊接領(lǐng)域,光纖激光器被認為是大熔深焊接最適當(dāng)?shù)臒嵩粗?。為了確保焊接接頭的高性能、低缺陷、高可靠性和穩(wěn)定性,保證焊接質(zhì)量,必須要對光纖激光焊接機理進行完整、透徹的理解。因此,對光纖激光焊接金屬蒸汽定量表征的研究十分必要。而且本文的研究有利于建立和驗證激光焊接過程中瞬態(tài)階段的小孔、熔池、金屬蒸汽耦合模型。
　　本

2、文采用了高速攝像和激光焊接實時監(jiān)測系統(tǒng)來采集金屬蒸汽高速攝像圖片和藍紫光輻射信號。經(jīng)過對金屬蒸汽和藍紫光輻射信號的研究,來分析各種不同工藝條件下金屬蒸汽的幾何特征行為和藍紫光輻射信號變化。從而完成對金屬蒸汽定量表征的研究。
　　經(jīng)過對金屬蒸汽圖像研究分析,結(jié)果表明金屬蒸汽的形態(tài)在焊接瞬態(tài)階段明顯大于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)階段。金屬蒸汽的噴出角度會在焊接開始短時間內(nèi)由垂直噴出偏轉(zhuǎn)一定角度噴出。偏轉(zhuǎn)的噴出角度會隨著側(cè)吹氣流量加大和焊接速度提高而增大,

3、與焊接功率沒有明顯關(guān)系。金屬蒸汽面積會在焊接瞬態(tài)階段有個峰值,之后減小并隨時間周期性波動。金屬蒸汽面積會隨著焊接功率的增加和焊接速度的降低而增加,而且不受側(cè)吹氣流量明顯影響。
　　經(jīng)過對藍紫光信號研究分析,結(jié)果表明藍紫光信號在焊接瞬態(tài)階段也會有個峰值,之后信號幅值減小并隨時間周期性波動。側(cè)吹氣流量在合適范圍內(nèi)并沒有對藍紫光輻射信號強度有明顯影響,真正決定金屬蒸汽藍紫光輻射信號強度的是焊接速度和焊接功率。藍紫光輻射信號在一定條件下是