激光修锐砂轮工艺参量的预测和优化算法

为了找到一种适用于激光修锐砂轮工艺参量预测和优化的方法,采用神经网络和粒子群算法,建立了激光修锐砂轮工艺参量优化模型。首先构建了工艺参量与工件表面粗糙度之间映射关系的神经网络模型,然后基于预测模型采用粒子群算法实现工艺参量优化,最后采用粒子群算法优化获取的5组工艺参量进行了激光修锐试验。结果表明,样本值与神经网络仿真输出值的相对误差小于3%,试验值与期望值的相对误差控制在6%以内。综合说明该优化模型具备良好的优化能力。

光纤激光焊接工艺参量对底部驼峰的影响

为了研究高功率光纤激光焊接工艺参量对底部驼峰倾向的影响,采用单一变量方法研究了激光功率、焊接速度、离焦量、下表面保护气体流量及焊接方位的变化对底部驼峰的影响。结果表明,随激光功率的增加,底部驼峰倾向先加大后减小;焊接速率提高时,底部驼峰高度先增加后减小,驼峰间距明显减小;离焦量在0mm附近时,底部驼峰倾向较大;适当的下表面保护气体流量有助于减小底部驼峰倾向,最佳流量为15L/min;焊接方位为60°时,一定程度上可减小底部驼峰倾向。优化后的工艺参量合理,可有效地消除底部驼峰。

Ni60激光熔覆工艺参量对涂层裂纹及厚度的影响

为了研究工艺参量对激光熔覆Ni60涂层裂纹及厚度影响,采用在45^(#)钢基材表面熔覆Ni60合金粉末的正交试验方法,分析了影响裂纹产生的工艺参量的主次因素以及影响涂层厚度的主要因素,并对试验结果进行极差分析,获取了裂纹最少的最优工艺参量。结果表明,影响裂纹产生的主次因素为扫描速率>送粉速率>激光功率,裂纹最少的工艺参量为激光功率1400W,扫描速率4.0mm/s,送粉速率为1.0r/min,此时,在熔覆起始位置出现了一条短裂纹;对涂层厚度的影响程度主次因素为送粉速率>扫描速率>激光功率;经测量,熔覆层的硬度是基材的3.3倍,通过扫描电镜分析,涂层与基材形成良好的冶金结合,熔覆层晶粒组织均匀致密。该研究为Ni60合金粉末激光熔覆工程化应用提供了参考。

高密度聚乙烯塑料激光焊接工艺参量试验研究

为了研究激光焊接中各工艺参量对高密度聚乙烯塑料焊接件性能的影响,采用激光穿透焊接高密度聚乙烯试样件,进行了力学拉伸试验并应用扫描电镜观测其焊缝断口的形貌。试验结果表明,当光斑直径为2mm、激光功率为75W、焊接速度为2mm/s时,焊接件断口没有飞边和夹渣,焊接接头成型良好,力学性能最佳;随着激光光斑直径的减小、焊接速度的降低或功率的增加,接头强度及伸长率均有提高。进一步从激光体能量角度分析了影响接头强度的因素,证实了激光焊接高密度聚乙烯是一种可行的方法。

脉冲绿激光划切蓝宝石基片的工艺参量研究

为了提高划切蓝宝石的成品率和划切效率,研究了脉冲绿激光(波长532nm)的偏振性、脉冲激光能量、激光焦点位置、扫描速率、扫描次数等工艺参量对蓝宝石基片划切质量的影响。结果表明,脉冲绿激光划切蓝宝石基片时,扫描方向平行于入射面线偏振方向,焦点位置为负离焦50μm,可以获得良好的微划槽;脉冲激光能量增加,划槽深度和宽度增加;扫描速率增加,切槽深度减小,划槽宽度先增加后减小;扫描次数增加,划槽深度和宽度增加。这些结果对合理选择激光划切蓝宝石基片工艺参量以获得较好质量的刻槽有一定帮助。

工艺参量对同轴送粉喷嘴气体保护效果的影响

为了解决激光直接制造金属零件中同轴送粉喷嘴气体保护效果不佳的问题,采用烟雾流动显示技术对喷嘴保护气体流场进行了研究。系统研究了喷嘴保护气流速率、喷嘴出口距零件表面距离、喷嘴移动速率和侧风速率对气体保护效果的影响。结果表明,随着喷嘴保护气流速率的增加,保护范围先增加后减小;随着侧风速率和喷嘴移动速率的增大,气流轴线偏离喷嘴轴线距离增大;当侧风速率超过喷嘴气流速率50%,距喷嘴出口10mm处,气流完全偏离喷嘴轴线,完全失去对金属熔池的保护。这一结果为选择合适的喷嘴气流参量提供了依据。

用钢球滚压器滚压油缸工艺参量的探索

分析了钢球滚压器对工件的滚压过程 ,阐述了滚压的工作原理 。

工艺参量对铝合金复合焊接接头耐蚀性的影响

为了保证船舰在海水环境中拥有足够的焊接强度和耐久性,选用船用铝合金(5083-O)进行焊接试验,模拟焊接接头在海水中的耐腐蚀性能。采用高适应性的激光-熔化极惰性气体保护焊复合焊接系统,分别分析研究了激光功率、焊接电流、光丝距对铝合金焊接接头耐腐蚀性能的影响;利用型号为CHI760D三电极化学工作站对不同焊接工艺参量下的铝合金焊接接头进行了腐蚀测试。结果表明,自腐蚀电流密度随激光功率的增加呈先增大后减小再增大的趋势,随焊接电流和光丝距的增加均呈"V"形规律变化,即先减小后增大的趋势;当激光功率为3.0kW、焊接电流为200A、光丝距为3mm时,接头组织以等轴晶为主,且气孔等缺陷较少,此时接头微观闭塞原电池效应微弱,自腐蚀电流密度最小,接头耐腐蚀性能相对较好。该研究对深入理解铝合金焊接过程中缺陷形成机理及提高接头耐腐蚀性能是有帮助的。

激光增材制造工艺参量对熔覆层残余应力的影响

为了探究工艺参量对激光增材制造熔覆层残余应力影响规律,采用数值模拟及实验验证相结合的方法,取得了激光增材制造熔覆层截面深度方向上沿扫描路径y方向和垂直扫描路径x方向上残余应力的分布规律,并在此基础上进行了不同工艺参量对y方向和x方向应力场影响分析。结果表明,在一定参量范围内,随着熔覆层深度的增加,y方向残余应力均表现为拉应力,呈现先增大后降低趋势,在熔覆层顶部约0.2mm处存在最大拉应力为262MPa;x方向由压应力逐步转变为拉应力,其略小于y方向应力值;随着激光功率的增大,x方向残余应力逐渐增大,y方向残余应力逐渐降低;随着扫描速率的增大,x方向的残余应力将随之减小,而y方向的残余应力将随之增大;随着送粉量的增大,x方向和y方向的残余应力均将随之增大。此研究为降低激光增材制造熔覆层残余应力及工艺参量优化选择提供了指导。

地铁车顶用SUS301L不锈钢激光焊接工艺参量优化

为了研究地铁车顶SUS301L不锈钢叠焊工艺中对熔宽熔深的技术需求,运用数值模拟技术分析了各项焊接工艺参量对熔宽熔深的显著影响,采用正交实验法则对工艺参量进行了优化设计,取得了激光焊接SUS301L不锈钢薄板的工艺参量。结果表明,SUS301L不锈钢薄板激光焊接在激光焊接功率为1050W、焊接速率为36mm/s、离焦量为1mm、保护气体流量为25L/min时,熔宽和下板熔深分别为1216.4μm和407.4μm;在最优工艺参量条件下,焊缝表面呈银白色,连续且完整,焊缝区为等轴晶与柱状晶,焊缝平均拉剪强度为2559.96kN;仿真结果与试验结果具有较好的一致性,表明所建立仿真模型的正确性。该研究为后期工艺数据库的搭建提供了参考。

LNG船用薄板Invar36激光搭接焊工艺参量优化

为了解决殷瓦合金焊接中易出现的焊接缺陷问题,研究了液化天然气(LNG)船用薄板殷瓦合金搭接焊(上下板厚度均为1.5mm)工艺参量。通过设计制造气体保护盒,采用数值仿真分析和正交试验的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了殷瓦合金搭接焊最优工艺参量。结果表明,气孔缺陷在完全保护气下得到有效抑制,殷瓦合金搭接焊的最优工艺参量为激光功率3.4kW、焊接速率1.3m/min、离焦量+20mm、激光入射角5°、激光光斑能量分布2∶1;在此最优工艺参量下,焊缝表面呈银白色,无气孔等缺陷,焊缝处硬度小于母材但大于热影响区,拉伸强度为417.16MPa,达到母材的94.8%,且仿真结果与试验结果误差较小,证明了本文中所建立的仿真模型的可靠性。这一结果对殷瓦合金激光搭接焊工艺参量数据库搭建是有帮助的。

工艺参量对NdFeB永磁体和SPCC钢激光点焊质量的影响

为了将激光点焊工艺应用于NdFeB永磁体与冷轧碳钢薄板的连接,试验研究了脉冲功率、脉冲宽度和离焦量对焊点形貌和接头强度的影响。激光点焊中存在热导焊和深熔焊两种焊接模式,改变峰值功率和离焦量都能使焊接模式发生转变,而改变脉宽时焊接模式不转变。点焊试样剪切试验中存在脱壳式、剪断式和压断式3种断裂模式,所对应的熔核尺寸和剪切载荷依次增加。结果表明,为获得较高的连接强度,宜使峰值功率与离焦量适当配合,实现深熔焊模式进行焊接,而脉冲宽度不宜太大。

脉冲电化学光整加工工艺参数数据库设计

利用数据库技术建立了脉冲电化学光整加工表面质量参数与各主要工艺参量之间的复杂非线性关系,总结了脉冲电化学光整加工的基本工艺规律,为实现脉冲电化学光整加工的自动化控制做好铺垫。

聚苯乙烯与钛激光透射连接工艺研究

为了解决激光透射难以实现连接聚苯乙烯与钛的问题,采用氧等离子体处理后的聚苯乙烯与经激光表面处理的薄钛进行了激光透射连接。建立了激光透射连接工艺参量的数学模型,分析了工艺参量对连接强度的交互式影响,得到了优化工艺参量。结果表明,经过处理后的聚苯乙烯与薄钛再进行激光连接时,其连接强度从0. 5MPa提高到6. 0MPa以上,有效解决了聚苯乙烯与钛的激光透射连接难题;通过优化工艺参量可获得最优的工艺参量组合。该研究为此工艺的工业应用奠定了基础。

激光参量对血管支架切缝形貌及粗糙度的影响

为了研究激光加工工艺参量对血管支架切缝形貌以及表面粗糙度的影响,采用不同参量对比分析试验法,开展了心血管支架316L材料光纤激光切割实验,分析了激光脉冲宽度、激光功率和切割速率等不同工艺参量对材料切缝形貌及粗糙度的影响,得出激光切割支架的最佳工艺参量组合。结果表明,不同区域切缝形貌和表面粗糙度存在差异性,其中支架切缝的汽化区厚度主要受脉冲宽度及激光功率影响,当脉冲宽度为35μs时,支架切缝汽化区厚度最大可达到120μm;支架切缝汽化区粗糙度随切割速率增加先减小后增大,当切割速率为6mm/s时,切缝表面粗糙度值最低为650nm。此研究结果为心血管支架光纤加工的研究及后续光整加工奠定了理论基础。

光内同轴送粉立面堆积成形实验研究

为了得到表面粗糙度低的立面变径回转体,采用中空激光光内同轴送粉技术进行立面堆积的方法,着重对中空激光立面堆积的优点以及激光光头姿态、光头提升量Δz、激光功率对立面堆积成形件表面粗糙度的影响进行了理论分析和实验验证。在立面堆积过程中,激光光头始终保持与熔道表面垂直,同时对提升量Δz、激光功率进行实时控制,最终得到表面光滑的立面回转体成形件,其粗糙度Ra为0.497μm^2.163μm;Rz为1.992μm^7.447μm。结果表明,该方法在立面堆积方面具有适用性,可以得到表面粗糙度低的成型件。

非熔透激光搭接焊薄钢板的试验研究

为了研究薄钢板的非熔透激光焊接的焊接质量,采用光纤激光及CO_2脉冲激光对SUS304奥氏体不锈钢和SPCC冷轧碳钢薄板进行了非熔透搭接焊试验,分析了影响非熔透激光焊接的主要因素,并对接头的组织和力学性能进行了测试,得出激光功率、焊接速率、离焦量、脉冲频率、占空比等主要工艺参量对焊缝成形及试件性能的影响规律。结果表明,在适宜的焊接工艺参量下,非熔透激光焊接焊缝形貌平整连续;焊缝强度达到母材强度的50%以上;焊缝区的显微硬度高于母材。

H13钢表面激光熔覆层稀释率及强化效果研究

为了改善H13钢的表面性能,利用YLS-4000型光纤激光器在H13钢表面熔覆镍基涂层,采用正交试验法,对不同工艺下的熔覆层表面形貌、几何参量、稀释率、微观组织、显微硬度进行了检测分析。结果表明,激光功率最小而送粉速率最大时(P=1800W,v_f=1.0g/s)表面凹凸不平;激光功率和扫描速率最大时(P=2200W,v_s=25mm/s)表面出现裂纹;当稀释率η<10%时,熔覆区平均硬度(大于800HV)为基体硬度(246HV)的3倍以上,强化效果显著;当稀释率η>25%时,熔覆区下部受熔化基体的稀释作用硬度较低;稀释率随着激光功率与扫描速率的增加而增加,随着送粉速率的增加而降低。通过调整工艺参量可获得表面平整光滑、组织致密、强化效果显著的熔覆层。

掺杂N的浓度对SiC薄膜的光敏特性影响(英文)

在热丝化学汽相沉积(HFCVD)法制备SiC薄膜过程中,研究不同的N掺杂下制备样品的光敏特性.对薄膜在室温和较高温度(410℃)下进行光敏特性测试,结果表明,薄膜的制备工艺参量对其光敏特性有较大影响;较高温度下其敏感特性和室温下测试的结果大体一致;在合适条件下制备的薄膜对不同波长的光有较好的敏感特性.可以看出,SiC薄膜在研究高温光敏器件领域具有很好的应用前景.

脉冲电化学光整加工表面质量的神经网络模型研究

利用神经网络方法研究了脉冲电化学光整加工表面质量与各主要工艺参量之间的复杂非线性关系,建立了二者之间的神经网络预测模型,预测结果与实验结果较为吻合。研究结果表明,神经网络计算用来预测脉冲电化学光整加工的工艺性能是可行的。