大功率光纤激光焊熔池形态及焊接稳定性分析

在大功率光纤激光焊接过程中,熔池热辐射含有丰富的焊接质量信息,熔池形态及其变化特征与焊接稳定性密切相关.研究一种基于红外热像的大功率光纤激光深熔焊熔池形态分析及焊缝质量稳定性评价的方法.以10 kW大功率光纤连续激光焊接304不锈钢为试验对象,应用近红外传感高速摄像机摄取熔池动态热像,通过动态自动阈值和数学形态学方法重点分析熔池和匙孔形态以及对应的焊缝宽度变化,以熔池宽度、匙孔面积和匙孔宽度作为熔池形态参数,焊缝宽度作为衡量焊接过程稳定性的参数,研究熔池形态参数与焊接稳定性的关联.结果表明,通过熔池形态参数能够较准确地反映大功率光纤激光焊接过程的稳定性.

大功率光纤激光焊熔透状态模糊聚类识别方法

熔透是评价激光焊接质量的重要因素,但在焊接过程中难以直接检测熔透状态.以大功率光纤激光焊接304不锈钢紧密对接焊缝为试验对象,研究一种基于熔池红外热像的熔透状态识别方法.采用红外摄像机摄取焊接区域熔池动态图像,提取熔池特征量,应用模糊聚类算法分析熔池特征量与熔透状态之间的关系,使用模糊C-均值(FCM)和Gustafson-Kessel(GK)两种模糊聚类法建立熔透状态识别模型.激光焊接试验结果表明,熔池表征与熔透状态之间存在密切关联,通过GK模糊聚类算法建立的模型对熔透状态能达到78%以上的识别率,为大功率光纤激光焊接过程熔透状态的识别和控制提供试验依据.

高功率掺镱双包层光纤激光器热效应理论研究

针对高功率双包层光纤激光器热效应严重制约着光纤激光器的输出功率和光束质量这一现象,利用热传导方程和边界条件推导出了双包层光纤激光器温度分布的解析解,进而分析了热效应引起的应力分布,温度和应力引起的折射率变化以及热效应引起的光程差。结果表明,在纤芯轴线处切向、法向、轴向应力分别达到负的最小值,而在光纤表面处径向应力为0,法向、轴向达到正的最大值;应力引起的折射率变化与温度引起的折射率变化相比较小;温度变化是热效应引起光程差主要原因,热膨胀和热应力引起的光程差较小。

大功率光纤激光焊焊缝跟踪偏差测量新方法

针对大功率光纤激光焊,分析一种基于近红外图像识别的焊缝跟踪偏差测量新方法.通过高速摄像机获取动态熔池近红外图像序列,分析熔池近红外图像的灰度分布特性,利用图像灰度梯度提取熔池温度分布参数.该参数能够体现激光束偏离焊缝时熔池表面温度的变化特性.以熔池温度分布参数作为特征测量值,利用最小二乘法建立焊缝路径与激光束偏离的近红外视觉模型.结果表明,该模型能够准确地反映熔池温度分布参数与焊缝跟踪偏差之间的数学关系.

光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的发展及展望

目前光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要有两个方面,一是作为谐振腔腔镜,二是用来抑制激光器的非线性效应。首先论述了光纤光栅作为腔镜技术的发展现状,然后着重论述了能够抑制光纤激光器中非线性效应的特殊光纤光栅的发展状况。并详细描述了倾斜布拉格光纤光栅抑制受激拉曼散射和受激布里渊散射、长周期光纤光栅抑制受激拉曼散射以及相移长周期光纤光栅抑制自相位调制或四波混频等非线性效应引起的光谱展宽的研究进展。最后展望了光纤光栅在高功率光纤激光器领域的发展趋势,认为光纤光栅将朝着更高承载功率与长波长方向发展,同时认为基于飞秒激光刻写的光纤光栅技术、能够同时抑制多种非线性效应的光纤光栅技术、以及基于光纤光栅的光纤激光器激光偏振控制技术等将成为新的研究热点。

高功率双包层光纤激光器侧面耦合技术的研究进展

双包层光纤侧面耦合技术将泵浦光从光纤侧面耦合进入内包层,与端面耦合技术相比,更有利于高功率光纤激光器的实现。介绍了角度磨抛、微棱镜、V形槽、内嵌反射镜、衍射光栅多种侧面泵浦耦合技术的结构、原理以及系统性能参数,并分析了各种技术方案中需要解决的问题。

高功率光纤激光器用双包层光纤参数设计

非线性效应(SBS、SRS)、光纤侧表面散热能力及光纤端面破坏等因素的存在限制了光纤激光器输出功率的进一步提高。为实现单纤千瓦级近衍射极限激光输出,大模面积双包层光纤(LMA DCF)的特性参数,包括纤芯及内包层直径、数值孔径、吸收系数、光纤长度等的设计至关重要。

高功率双包层光纤激光器抽运技术的方案分析

介绍了高功率光纤放大器双包层光纤的结构特点和双包层抽运的基本原理,在此基础上对高功率双包层光纤激光器的抽运关键技术作了分析,详细讨论了端面抽运技术、熔锥侧面抽运技术、内嵌反射镜抽运技术、角度抛光侧面抽运技术和V形槽侧面抽运技术等多种侧面抽运技术的结构及系统性能参数,并对各种侧面抽运技术的优缺点作了比较分析。研究结果表明,侧面抽运比端面抽运更有利于获得高功率激光输出,而在侧面抽运技术中则以V形槽侧面抽运技术为佳。

高功率掺镱双包层光纤激光器中光纤损伤及其理论分析

针对高功率掺镱双包层光纤激光器热效应引起的光纤损伤情况,由热传导方程,结合边界条件推导了两端泵浦情况下双包层光纤激光器光纤内的温度分布及热效应引起的应力分布,并对光纤内的温度分布和应力分布进行了数值模拟.结合模拟结果,对光纤的损伤进行了解释,分析了引起光纤热效应的主要因素.对两端泵浦情况的模拟与分析符合高功率光纤激光器的实际工作情况,这对优化高功率光纤激光器的设计有一定的参考价值.

高功率光纤激光器的研究进展

文章扼要地介绍国际上高功率光纤激光器的进展状况,重点介绍近几年国内外高功率光纤激光器与放大器的发展水平和动向。

高功率光纤激光器发展概况

高功率光纤激光器以其优越的性能和超值的价格,在光通信、印刷、打标、材料加工、医疗等领域有着广阔的应用,将会很大程度上替代传统激光器,并开辟一些新的激光应用领域,扩大激光产业的规模。概述国内外高功率光纤激光器的发展历史与现状。展望了高功率光纤激光器的发展前景。

大功率光纤激光焊接熔池特征提取技术研究

本文针对大功率光纤激光焊接不锈钢板紧密对接焊缝,建立了一个熔池动态信息的近红外图像检测系统,用于焊接熔池视觉信息的采集。应用可见光波和红外光波段滤光组合技术解决了焊接过程中飞溅、等离子体和红外辐射的干扰,在近红外高速摄像机获取清晰的熔池区域图像的基础上,研究了大功率光纤激光焊接熔池图像特征的提取方法,为焊缝跟踪和焊接质量控制提供可靠的视觉信息检测。

视觉传感技术在大功率光纤激光焊接焊缝宽度特征提取的应用

大功率光纤激光焊接过程中,焊池的热辐射含有较多焊接质量的信息,焊缝宽度可以体现出焊接的稳定性。因此,通过红外热成像技术提取大功率光纤激光焊接焊缝宽度是评鉴焊接质量高低的重要方法。本文基于图像处理技术的自动焊缝跟踪系统分析了302不锈钢处于持续大功率光纤激光焊接时的焊缝宽度变化情况,同时采用近红外高速传感相机及时采集焊池图像,并通过数学形态学图像算法技术对焊池图像进行分析处理和检测焊池宽度。焊接实验结果显示,提出的方法能够有效提取焊池宽度,准确反映大功率光纤激光焊接过程的状态变化,有利于焊缝跟踪分析。

大功率光纤激光器的研究进展

近些年来,大功率光纤激光器因在生产生活各个方面具有重要的应用而备受关注。该文对大功率光纤激光器的三个基本构成,分别说明了国内外大功率光纤激光器的历史发展历程,介绍了大功率激光器在军事、通信、医疗和工业加工方面的具体应用现状。旨在对现有状况大功率激光器的基本状况进行总结,尤其抓住全光网络背景下全光纤激光器技术的发展契机,促进我国的大功率激光器技术的发展。

大功率光纤激光器的研究进展

讨论了大功率光纤激光器的发展和应用 ,对包层泵浦调Q光纤激光器的研究和发展情况进行了综述 ,并报道了我们在该领域的最新研究结果。

大功率光纤激光焊匙孔形态频域分析

匙孔是激光焊接熔池形态的一个重要特征，与焊接的质量和焊接的状态有着密切的关系。本文以10kW大功率光纤激光焊接304不锈钢板为试验对象，应用近红外高速摄像机摄取焊接过程中的熔池图像，以匙孔面积和匙孔宽度作为匙孔形态特征参数，激光束与焊缝中心的偏差来反映焊接的稳定性。在频域内运用高斯高通滤波、高频加强滤波、灰度阈值分割、Canny边缘检测等方法获取匙孔特征参数。通过分析匙孔特征参数的变化，发现匙孔形态与焊接状态之间存在联系。试验结果表明，匙孔面积和匙孔宽度参数可有效反映大功率光纤激光焊接过程的稳定性。

高功率光纤激光器中ASE噪声的测量方法（英文）

高峰值功率脉冲光纤激光器在激光雷达系统中有着广泛的应用。然而,光纤激光器中放大自发辐射噪声(ASE)严重影响了系统的探测性能。提出一种测量高峰值功率脉冲光纤激光器中ASE噪声的方法。在该方法中,首先对高峰值功率的激光脉冲衰减,然后在时域分别测量和计算ASE噪声和激光脉冲的相对能量。给出了光纤激光器在驱动电流分别为6A,7A和8A时衰减后的ASE噪声廓线以及ASE噪声占激光脉冲能量的比例。

冲压用镀锌板的高功率光纤激光焊接

采用IPG5000高功率光纤激光器研究了DX54D+Z、(DX54D+Z)+(H300LAD+Z)的激光焊接组织及性能。结果表明,DX54D+Z的焊缝组织为准多边形铁素体,焊缝最高硬度为150HV,焊缝纵向延伸率降低了约40%。(H300LAD+Z)+(DX54D+Z)焊缝组织为贝氏体,焊缝的最高硬度为265HV,焊缝的纵向延伸率比DX54D+Z母材降低约50%,比H300LAD+Z母材降低约15%。

侧向输出高功率激光光纤传输系统及测试

本文介绍传输１００瓦ＣＷＹＡＧ激光的侧向输出光纤传输系统。

集装箱用钢SPAH的高功率光纤激光焊接

采用IPGS000高功率光纤激光器研究了2mm集装箱用钢SPAH的激光焊接组织及性能。结果表明，最合适的焊接激光功率为1．5～3kW，熔合区和过热区都为贝氏体；正火区组织为贝氏体＋少量铁素体；最高硬度在过热区，为306HV呲，比母材提高了约50％。