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万瓦级扫描激光焊接背面焊缝成形规律研究 被引量:1
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作者 李林 雷振 +2 位作者 孙谦 曹浩 赵德民 《电焊机》 2023年第4期112-119,共8页
采用穿透式扫描激光不开坡口焊接方法对8 mm厚碳钢进行了万瓦级激光焊接试验,分析了激光功率、焊接速度、离焦量、扫描幅度和扫描频率对焊缝背面成形的影响。结果表明,当焊接速度为0.9 m/min、1.2 m/min时,在扫描激光作用下熔池受表面... 采用穿透式扫描激光不开坡口焊接方法对8 mm厚碳钢进行了万瓦级激光焊接试验,分析了激光功率、焊接速度、离焦量、扫描幅度和扫描频率对焊缝背面成形的影响。结果表明,当焊接速度为0.9 m/min、1.2 m/min时,在扫描激光作用下熔池受表面张力与重力平衡,获得了背面成形均匀、连续、根部熔透良好,背面余高合适的焊缝;随着离焦量从-10 mm到+10 mm变化,负离焦相较于正离焦焊缝成形更连续均匀,背部余高在1.2~1.5 mm;改变扫描幅度与扫描频率时,扫描频率大于300 Hz、幅度大于2 mm时焊缝部分未熔透,扫描频率为200 Hz、扫描幅度为1 mm时焊缝成形较好;焊接热输入和离焦量对焊缝背面成形的影响作用大于扫描频率和扫描幅度。通过提高焊接速度、选用-10~0 mm之间离焦量、liner(垂直)扫描方式、200 Hz扫描频率、1 mm或2 mm扫描幅度可获得均匀、连续、根部熔合良好的背面焊缝成形。 展开更多
关键词 万瓦级激光 扫描焊接 单面焊背面成形 中厚板 背部余高
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高功率矩形光斑激光非相干空间合束 被引量:2
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作者 王艺 雷广智 +3 位作者 余立冬 查榕威 周井峰 白杨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期214-222,共9页
激光表面热处理技术是进行金属材料表面强化和改性的最有效手段之一。为实现高速、柔性激光表面热处理,按照矩阵平行排列18束光纤输出的972 nm半导体激光束,通过光束准直和空间非相干合束,获得了具有矩形光斑特征的10 kW级合束激光。在... 激光表面热处理技术是进行金属材料表面强化和改性的最有效手段之一。为实现高速、柔性激光表面热处理,按照矩阵平行排列18束光纤输出的972 nm半导体激光束,通过光束准直和空间非相干合束,获得了具有矩形光斑特征的10 kW级合束激光。在理论分析准直激光束的半径、相邻光束间距与合束激光的光斑搭接率之间变化规律、采用Code V光学设计软件建立合束器结构模型及TracePro光学仿真软件模拟合束激光光斑能量分布的基础上,完成了10 kW级18×1矩形光斑激光非相干空间合束器的研制。在200 mm的合束长度内实现了具有单一矩形光斑形貌、最大合束功率10.249 kW、焦斑尺寸31 mm×11 mm、中心波长972.34 nm、谱线宽度2.27 nm的合束激光输出。 展开更多
关键词 空间非相干合束 光纤传输 矩形光斑 10 kW合束激光 激光表面热处理
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用于油井激光射孔的10 kW激光19×1空间非相干合束 被引量:1
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作者 查榕威 雷广智 +2 位作者 李建林 陈浩伟 白杨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期129-135,共7页
激光射孔是油井完井工程领域一项具有前瞻性的技术,对提高石油资源采收率具有重要的应用价值。为提高油井激光射孔所使用的激光功率和激光传输的安全性,利用19台光纤传输972nm半导体激光器实现了10 kW级激光空间非相干合束。通过分析参... 激光射孔是油井完井工程领域一项具有前瞻性的技术,对提高石油资源采收率具有重要的应用价值。为提高油井激光射孔所使用的激光功率和激光传输的安全性,利用19台光纤传输972nm半导体激光器实现了10 kW级激光空间非相干合束。通过分析参与合束的准直激光束的半径、间距与合束激光的光斑重叠率之间的变化规律以及模拟合束激光横截面能量分布,完成激光空间非相干合束器的结构设计。在300mm的合束长度内实现了具有单一光束形态且最大合束功率达到10.441 kW、焦斑直径21 mm、线宽2.46 nm的空间非相干合束激光输出,合束效率达到98.2%。利用10 kW空间非相干合束激光完成了针对砂岩和钢板的地面激光射孔实验,射孔深度分别达到570mm和70mm。 展开更多
关键词 空间非相干合束 972 nm半导体激光器 光纤传输 10 kW合束激光 激光射孔
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万瓦级光纤激光焊接工艺研究 被引量:3
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作者 蒋宝 黄瑞生 +4 位作者 李琳琳 滕彬 邹吉鹏 李振华 武鹏博 《电焊机》 2021年第10期8-14,I0003,共8页
为研究万瓦级光纤激光自熔焊接焊缝成形规律,进而实现30 kW激光功率条件下焊缝的良好成形,试验以30 mm和40 mm厚Q235低碳钢为研究对象,在平板堆焊基础上,分析不同激光功率、离焦量、焊接速度和侧吹压力条件下的焊缝成形特征,并利用自制... 为研究万瓦级光纤激光自熔焊接焊缝成形规律,进而实现30 kW激光功率条件下焊缝的良好成形,试验以30 mm和40 mm厚Q235低碳钢为研究对象,在平板堆焊基础上,分析不同激光功率、离焦量、焊接速度和侧吹压力条件下的焊缝成形特征,并利用自制小型侧吹装置进行了工艺参数优化和焊缝成形控制。结果表明,万瓦级激光焊接时,特别是当激光功率达到30 kW时,单一通过离焦量或焊接速度的改变难以获得良好的焊缝成形,焊缝均匀性差、焊接飞溅大;通过在试板上方施加横向侧吹并在侧吹压力为0.3~0.4 MPa时,可有效改善焊缝成形,减少焊接飞溅,同时焊缝熔深可提高20%以上;通过工艺参数的进一步优化,最终在横向侧吹压力为0.4 MPa、焊接速度为0.6 m/min时实现了30 kW激光焊接时焊缝表面成形的良好控制。 展开更多
关键词 万瓦级 光纤激光 30 kW 参数优化 侧吹
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中厚钢板万瓦级光纤激光焊接技术研究现状 被引量:8
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作者 蒋宝 黄瑞生 +2 位作者 雷振 曹浩 孙谦 《焊接》 2020年第2期42-48,I0017,I0018,共9页
文中从万瓦级光纤激光深熔焊接熔池行为及羽辉特性、焊接缺欠的抑制、焊接工艺的开发及工程应用等方面,对相关技术的国内外研究现状、发展趋势及存在的问题进行了比较系统地阐述和分析。其中,对于中厚钢板的激光焊接,在功率达到万瓦以上... 文中从万瓦级光纤激光深熔焊接熔池行为及羽辉特性、焊接缺欠的抑制、焊接工艺的开发及工程应用等方面,对相关技术的国内外研究现状、发展趋势及存在的问题进行了比较系统地阐述和分析。其中,对于中厚钢板的激光焊接,在功率达到万瓦以上时,如何保证焊缝质量是目前万瓦级激光焊接技术能否获得应用的关键问题之一,而羽辉的存在是影响万瓦级激光焊接稳定性的一个主要因素,利用侧吹法、局部负压法和真空法可以在很大程度上降低羽辉对激光能量的影响;此外,焊缝塌陷和底部驼峰的产生也是阻碍万瓦级激光焊接技术应用的主要技术难题,通过改变焊接姿态、采用电磁支撑系统、底部气压法或焊缝背面强制成形的方法有助于获得良好的焊缝成形。 展开更多
关键词 万瓦级光纤激光 焊接 中厚钢板 研究现状 发展趋势
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铝合金万瓦级激光-MIG电弧复合焊缝成形 被引量:5
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作者 聂鑫 李小宇 +2 位作者 黄瑞生 周军 梁晓梅 《焊接》 2020年第2期24-27,37,I0016,共6页
针对5A06铝合金进行了万瓦级激光-MIG电弧复合焊接工艺试验,分析了激光功率、离焦量、焊接速度、光丝间距对焊缝成形的影响。结果表明,万瓦级激光-电弧复合焊的焊接窗口窄、焊接过程不稳定,焊缝易出现驼峰、凹陷、咬边等缺陷。激光功率... 针对5A06铝合金进行了万瓦级激光-MIG电弧复合焊接工艺试验,分析了激光功率、离焦量、焊接速度、光丝间距对焊缝成形的影响。结果表明,万瓦级激光-电弧复合焊的焊接窗口窄、焊接过程不稳定,焊缝易出现驼峰、凹陷、咬边等缺陷。激光功率、离焦量和焊接速度对焊缝熔深影响较大,激光功率由10 kW增加至30 kW,焊缝熔深增加18 mm,达到29 mm。光丝间距对焊缝熔深熔宽影响较小。通过调节工艺参数,可明显改善铝合金万瓦级激光-MIG电弧复合焊的焊缝成形,适当的工艺参数下,可在达到最大熔深的同时获得具有稳定表面成形的焊缝。 展开更多
关键词 铝合金 复合焊接 万瓦级激光 焊缝成形
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TEM01*模式输出高功率CO2激光器红外耦合窗热形变半解析方法
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作者 张文英 史彭 李隆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z3期222-227,共6页
为解决高功率CO2激光器高反膜红外耦合窗吸收谐振腔内激光能量产生热效应问题,通过对红外耦合窗镀膜参数和工作特性分析,建立了红外耦合窗的热模型.对热传导方程及其边界条件利用半解析热分析方法得出TEM01*(TEM01+TEM10)模式的CO2激光... 为解决高功率CO2激光器高反膜红外耦合窗吸收谐振腔内激光能量产生热效应问题,通过对红外耦合窗镀膜参数和工作特性分析,建立了红外耦合窗的热模型.对热传导方程及其边界条件利用半解析热分析方法得出TEM01*(TEM01+TEM10)模式的CO2激光器红外耦合窗的温度场和热形变计算式,并且对影响红外耦合窗内温度分布的因素进行分析和讨论,发现热模型更符合实际激光器系统,而且TEM01*(TEM01+TEM10)模式在工业领域的应用很广泛,因此对此模式的研究具有重要的实际意义. 展开更多
关键词 半解析热分析方法 高功率CO2激光器 红外耦合窗 TEM01*(TEM01+TEM10)模式
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一种万瓦激光功率计校准方法研究
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作者 田健 邓念平 +1 位作者 吴传昕 余行 《计量与测试技术》 2018年第1期54-56,共3页
针对目前万瓦激光功率计面临校准困难的问题,提出了先利用分束器互换测量法解决在万瓦激光功率下分束器的分束比测定问题,再采用分束测量法作为校准方法,以低量级功率计和分束器作为标准器实现对高量级激光功率计的校准,通过逐级传递法... 针对目前万瓦激光功率计面临校准困难的问题,提出了先利用分束器互换测量法解决在万瓦激光功率下分束器的分束比测定问题,再采用分束测量法作为校准方法,以低量级功率计和分束器作为标准器实现对高量级激光功率计的校准,通过逐级传递法实现对万瓦激光功率计的校准。最后,将百瓦标准激光功率量值溯源到国家(30~300)W激光功率基准,通过详细计算以及综合考虑其他不确定来源的影响,得出校准万瓦激光功率计的扩展不确定度可以达到(8~9)%(k=2)。 展开更多
关键词 万瓦激光 功率计 校准 互换测量法 分束测量法 测量不确定度
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DM 10 kW中波广播发射机电源故障分析研究
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作者 王俊 王海华 《通信电源技术》 2022年第24期175-177,共3页
随着中波广播发射机的不断发展,供电电源变压器从原来的5 kW直接扩展为10 kW,大大提高了传输的效率。但是,进入冬季以后,受各种环境因素的影响,中波发射机开始出现自动关机的现象,主要表现为电源故障问题。因此,针对DM 10 kW中波广播发... 随着中波广播发射机的不断发展,供电电源变压器从原来的5 kW直接扩展为10 kW,大大提高了传输的效率。但是,进入冬季以后,受各种环境因素的影响,中波发射机开始出现自动关机的现象,主要表现为电源故障问题。因此,针对DM 10 kW中波广播发射机电源故障问题展开了分析研究。 展开更多
关键词 DM 10 kW 中波广播发射机 电源故障分析
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基于国产商用CLBO晶体的高转换效率、高功率深紫外266 nm激光 被引量:1
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作者 俞航航 张志韬 玄洪文 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期234-240,共7页
深紫外激光具有光子能量高、波长短等特点,在激光加工、半导体光刻等领域中具有重要的应用价值。固体激光非线性频率变换是实现高功率、高相干性深紫外激光输出的主要方式之一。采用全固态532 nm激光作为基频光、国产商用CsLiB_(6)O_(10... 深紫外激光具有光子能量高、波长短等特点,在激光加工、半导体光刻等领域中具有重要的应用价值。固体激光非线性频率变换是实现高功率、高相干性深紫外激光输出的主要方式之一。采用全固态532 nm激光作为基频光、国产商用CsLiB_(6)O_(10)(CLBO)晶体作为频率变换晶体,在基频光功率为34.2 W时,实现了平均功率为14 W、重复频率为100 kHz、脉冲宽度为1.8 ns的266 nm深紫外激光输出,光-光转换效率达到41%。该深紫外光源具有效率高、结构紧凑的优点,验证了国产商用CLBO晶体的实用性,可进一步获得更稳定、更高功率的深紫外激光输出。 展开更多
关键词 激光器 深紫外激光 全固态激光 CsLiB_(6)O_(10)晶体 高功率
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60 nJ, 95 fs environmentally stable Er-doped fiber laser system 被引量:2
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作者 Peng Luo Qiang Hao +1 位作者 Hanmei Fu Heping Zeng 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第6期41-44,共4页
We demonstrate here an environmentally stable and extremely compactable Er-doped fiber laser system capable of delivering sub-100-fs temporal duration and tens of nanojoules at a repetition rate of 10 MHz.This laser s... We demonstrate here an environmentally stable and extremely compactable Er-doped fiber laser system capable of delivering sub-100-fs temporal duration and tens of nanojoules at a repetition rate of 10 MHz.This laser source employs a semiconductor saturable absorber mirror mode-locked soliton laser to generate seed pulses.A singlemode-fiber amplifier and a double-cladding-fiber amplifier(both with double-pass configuration)are bridged by a divider and used to manage the dispersion map and boost the soliton pulses.By using 64 replicas,pulses with as high as 60 n J energy within 95 fs duration are obtained at 10 MHz,corresponding to 600 kW peak power. 展开更多
关键词 environmentally STABLE ER-DOPED fiber laser 600 KW PEAK power
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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
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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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