Nd∶YAG激光深熔焊接过程中小孔的形态特征

通过图像处理得到了Nd∶YAG激光深熔焊接过程中小孔内外边缘宽长比、内外边缘中心到激光光斑中心以及内外边缘中心之间的距离,并将其作为小孔的形态特征参数,研究了小孔形态随焊接工艺参数变化的规律。研究结果表明,激光功率的增大使小孔径向形状趋向圆形并使其在深度方向上的倾斜程度减小;在低速焊时,小孔形态基本不变,而在中高速焊接时,随着焊接速度的增大,小孔径向形状沿焊接方向拉长,小孔的倾斜程度也不断增大;在一定离焦量范围内,离焦量的变化对小孔在径向和深度方向上的形态影响较小。

Nd∶YAG激光深熔焊接过程中同轴保护气流量对小孔的影响

通过对利用同轴视觉传感系统所采集的Nd∶YAG激光深熔焊接过程中小孔图像的处理研究了同轴保护气流量对激光深熔焊接过程中小孔的影响。研究表明,同轴保护气流量的变化对小孔上部的影响较大,而对小孔内部的影响很弱。而在较高气流量下,小孔外边缘的径向尺寸随同轴保护气流量的增加而减小,而小孔内边缘的径向尺寸变化很小。小孔内、外边缘中心到激光光斑中心的距离随着同轴保护气流量的增加而减小,说明随着同轴保护气流量的增大小孔竖直轴线越来越靠近激光束轴线。

基于同轴视觉监测的激光深熔焊缝熔深监测

基于激光深熔焊接过程中稳态下小孔前壁材料气化满足的能量平衡以及在同轴视觉传感监测中提取出的小孔的径向尺寸建立了小孔深度的提取迭代方程,并基于小孔的深度实现了焊缝熔深的同轴视觉传感监测。试验结果表明：工件未焊透时,焊缝熔深的监测—计算值和试验测量值具有较好的一致性,其监测误差一般不超过12％；而工件完全焊透后,焊缝熔深的监测—计算值大于工件厚度,并基于此实现了工件是否焊透的判断。研究结果表明：基于同轴视觉传感和小孔前壁材料气化能量平衡建立的激光深熔焊缝熔深提取模型,可以有效实现激光深熔焊缝熔深的监测。

大功率Nd:YAG激光深熔焊接过程中同轴辐射光的采集

同轴信息监测是一种直接对熔池和小孔进行监测的方法。本文介绍了激光深熔焊接过程中 ,同轴信号的采集原理和光路设计 ,利用同轴信息采集光路的激光焊接镜头采集了大功率Nd :YAG激光焊接过程中辐射的同轴光信号。对Q2 35钢激光深熔焊接过程中 ,从焊接熔池和等离子体中辐射的同轴光谱曲线是以连续谱为背景谱 ,当焊接参数的变化时 ,同轴辐射光的相对光强发生变化 ,而其与波长的对应关系没有变化。在激光深熔点焊过程中同时采集了同轴和水平辐射的光强信息 ,对比发现二者具有不同的峰值波长 ,并且在 5 5 0nm～ 5 80nm的波段内 。

激光深熔焊接过程中小孔径向尺寸及其动特性

通过对小孔同轴视觉图像的处理提取出小孔径向尺寸,研究了小孔径向尺寸随焊接规范参量变化的动特性。研究结果表明,小孔径向尺寸在工件未焊透时随激光功率的增大而增大,在焊透时小孔径向尺寸随激光功率的变化较小;随着焊接速度的增加,小孔的径向宽度逐渐减小,而其长度有一个先减小后增大再减小的波动过程;离焦量在一定的范围内,在足够高的激光能量密度下,激光辐照范围的增大使得小孔径向尺寸与激光光斑同步变化。

薄板AZ31B镁合金脉冲Nd:YAG固体激光焊接工艺研究

利用500W脉冲Nd:YAG固体激光对2mm厚的AZ31B变形镁合金的焊接工艺进行了研究。结果发现,平均功率和脉冲宽度相同时,熔深熔宽随着脉冲频率的增大而减小;平均功率和脉冲频率相同时,峰值功率和脉冲宽度是影响焊缝几何尺寸的主要参数;脉冲频率和脉冲宽度相同时,熔深熔宽随着平均功率、峰值功率和单脉冲能量的增大而增加;在相同的平均功率、峰值功率和占空比下,脉冲宽度是影响焊缝几何尺寸的主要参数,峰值功率较高时,大的脉冲频率导致大量飞溅的产生,增加了熔池的不稳定性;脉冲激光焊接镁合金时应遵循较大脉宽、低频率、中等峰值功率的原则。

单氟磷酸盐为深紫外非线性光学晶体探索提供新方向

非线性光学晶体是一类具有重要战略价值的功能材料,可应用于红外军事对抗、激光频率转换、太赫兹光学、超高分辨光刻、医疗诊断等[1].其中,深紫外非线性光学晶体特指能够将激光频率转换为波长短于200 nm的非线性光学晶体.自20世纪80年代起,以陈创天院士为代表的我国科学家开始了探索深紫外非线性光学材料的历程,并发现了氟硼铍酸钾KBezBO3F2(KBBF)这一性能优良的新晶体,成功应用于Nd:YAG激光器的直接六倍频(177.3 nm)激光的稳定输出.