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万瓦级激光-电弧复合焊接焊缝成形特性分析 被引量：1
1
作者 梁晓梅 杨义成 +2 位作者 黄瑞生 田得喜 陈晓宇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期58-66,共9页
为探究万瓦级激光-MAG复合焊接焊缝成形特性,在不同的激光功率下,对比分析了三种不同复合焊接方法在焊缝成形、等离子体形态方面的差异性及关联性。结果表明:随着激光功率变化,焊缝的特征尺寸及波动与等离子体的特征尺寸及波动具有一定... 为探究万瓦级激光-MAG复合焊接焊缝成形特性,在不同的激光功率下,对比分析了三种不同复合焊接方法在焊缝成形、等离子体形态方面的差异性及关联性。结果表明:随着激光功率变化,焊缝的特征尺寸及波动与等离子体的特征尺寸及波动具有一定的对应关系,具体表现为:随着激光功率增加,等离子体面积及其波动都增加,焊缝熔深、熔宽及其波动均增加;当激光功率增加到20 kW时,等离子体面积及其波动的增量开始减小,焊缝尺寸的增量也开始减小,焊缝成形质量开始变差。激光-单丝MAG复合焊接方法在20、25、30 kW激光功率下的平均熔深增量相比5、10、15 kW下的减小了71.64%。在相同的工艺参数下,与激光-单丝MAG复合焊接相比,激光-单丝MAG复合填丝焊接下的等离子体面积及其标准差显著增加,熔深减小,成形变差,而激光-双丝MAG复合焊接下的等离子形态、焊缝成形变化均不明显。随着激光功率增加,不同的添丝方式体现在焊缝成形及等离子体形态等方面的差异性逐渐增强,当激光功率增加到20 kW时,焊缝熔深以及影响熔深的等离子体面积及其波动的增量有所减小。 展开更多
关键词 激光技术 激光-电弧复合焊接 万瓦级激光 焊缝成形 等离子体形态 送丝方式
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激光等离子体引燃TIG电弧的试验研究
2
作者 雷正龙 陈彦宾 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1873-1878,共6页
针对钨极氩弧焊(TIG)电弧高频引弧存在易破坏其周围设备、危害人体健康等问题,提出了采用激光等离子体引燃TIG电弧的新方法。以峰值时间为10 ms的CO2脉冲激光进行TIG电弧的引弧试验,并采用高速摄像观察了激光等离子体引燃TIG电弧过程中... 针对钨极氩弧焊(TIG)电弧高频引弧存在易破坏其周围设备、危害人体健康等问题,提出了采用激光等离子体引燃TIG电弧的新方法。以峰值时间为10 ms的CO2脉冲激光进行TIG电弧的引弧试验,并采用高速摄像观察了激光等离子体引燃TIG电弧过程中的等离子体形态。试验结果表明,激光等离子体的形态和大小是引弧成功与否的关键因数之一,只有当激光等离子体接触到钨极导致电极与工件之间的间隙被导通产生电子发射并形成自持放电时才能引燃电弧。在此基础上,进一步研究了保护气体成分、工件材料、激光束离焦量以及保护气体流量等因数对激光等离子体引弧性能的影响规律。 展开更多
关键词 激光技术 激光等离子体 钨极氩弧焊 引弧 等离子体形态
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高强钢激光-MIG复合焊对接间隙下的焊缝成形机理 被引量：6
3
作者 刘政君 顾思远 +3 位作者 张培磊 于治水 叶欣 顾勇 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期113-119,共7页
采用光纤激光-熔化极稀有气体保护(MIG)复合焊对不同对接间隙下的3 mm厚低合金高强钢进行焊接。在焊接速度恒定的条件下,研究了不同对接间隙下焊缝的成形过程,并与零间隙下相同工艺参数的激光-MIG复合焊的焊缝形貌进行对比。结果表明:... 采用光纤激光-熔化极稀有气体保护(MIG)复合焊对不同对接间隙下的3 mm厚低合金高强钢进行焊接。在焊接速度恒定的条件下,研究了不同对接间隙下焊缝的成形过程,并与零间隙下相同工艺参数的激光-MIG复合焊的焊缝形貌进行对比。结果表明:在有对接间隙时,焊缝及其热影响区的上下宽度基本一致(呈U形),而在零间隙下,焊缝及其热影响区的宽度均呈上宽下窄(Y形)的形态。焊缝成形机理如下:在激光-MIG复合焊进行有对接间隙的焊接时,电弧等离子体的形态有三种不同的变化(与任一侧试板起弧燃弧形成的“分叉电弧”以及与两试板同时起弧燃弧形成的“十字电弧”),电弧的三种形态不断变化,形成“摆动”态;“摆动”态电弧等离子体的作用是预热和熔化工件侧壁,激光热源作用在熔池上起到加大熔深、稳定电弧和消除电弧热源导致的侧壁未熔合的作用;对接间隙下电弧热源作用的范围较大,使得母材受热更加均匀;与零间隙焊缝相比,有间隙下的焊缝组织更均匀。 展开更多
关键词 激光技术 对接间隙 高强钢 激光电弧复合焊 高速摄影 电弧等离子体形态
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样品温度对双脉冲激光诱导Al等离子体特征参数的影响 被引量：7
4
作者 林晓梅 钟磊 林京君 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期263-270,共8页
为研究样品温度变化对激光诱导击穿铝(Al)等离子体特征参数的影响,采用双脉冲激光器诱导激发在中频炉中加热的Al样品形成等离子体,对比分析了样品温度变化时不同特征谱线强度的变化;分析了CCD相机采集的不同样品温度下等离子体羽的形态... 为研究样品温度变化对激光诱导击穿铝(Al)等离子体特征参数的影响,采用双脉冲激光器诱导激发在中频炉中加热的Al样品形成等离子体,对比分析了样品温度变化时不同特征谱线强度的变化;分析了CCD相机采集的不同样品温度下等离子体羽的形态变化;在局部热力学平衡条件下,用Boltzmann斜线法和Stark展宽法分析了等离子体电子温度和电子密度随样品温度的演化规律;使用Lorentz线型拟合分析了随样品温度变化的不同谱线的半峰全宽(FWHMs)。研究结果表明,等离子体羽的形态大小变化可以作为其电子温度和电子密度等特征参数随样品温度变化的直观反映;随着样品温度升高,等离子羽形态、谱线强度、FWHM、电子温度和电子密度都增大至饱和状态,并且样品温度对离子线和原子线的谱线强度和FWHM有不同的增强效果。 展开更多
关键词 激光光学 双脉冲激光诱导击穿光谱 样品温度 等离子体羽形态 电子温度 电子密度 半峰全宽
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大气感应耦合等离子体炬管的设计与仿真实验
5
作者 余德平 吴杰 +3 位作者 涂军 张仕杨 辛强 万勇建 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期82-88,共7页
为提高大气感应耦合等离子体射流加工装置的工作稳定性,设计一种依靠单一零件定位各层介质管的分体式炬管,并研究炬管内等离子体的传热与流动特性.利用COMSOL Multiphysics仿真分析发现,等离子体的环形加热和流体淤塞回流现象是导致炬... 为提高大气感应耦合等离子体射流加工装置的工作稳定性,设计一种依靠单一零件定位各层介质管的分体式炬管,并研究炬管内等离子体的传热与流动特性.利用COMSOL Multiphysics仿真分析发现,等离子体的环形加热和流体淤塞回流现象是导致炬管在使用后出现热损伤和刻蚀损伤的主要原因,选用陶瓷材料作为内管和中层管并调整感应线圈的位置,可有效延长炬管的使用寿命.使用CCD相机实时监控等离子体射流的形态,发现射频功率(Pw)、工作气流量(Q2)、冷却气流量(Q3)与射流的整体长度(L)和半高宽度(W)均呈线性递变关系,Pw、Q2与Q3的值过高或过低都会导致等离子体射流的形态波动增大.实验结果表明:当Pw、Q2与Q3分别设置为900~1 000 W、650 mL·min-1、16 L·min-1时,该分体式炬管可产生稳定性较高的等离子体射流,其L值与W值的波动可分别控制在0.50 mm与0.25 mm内,适用于熔石英等光学表面的加工. 展开更多
关键词 分体式炬管 感应耦合等离子体 使用寿命 等离子体射流形态 传热与流动特性
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