激光深熔焊接功率密度高,焊接過程中熔池正上方產(chǎn)生的等離子體/羽輝會(huì)對(duì)入射激光產(chǎn)生吸收或散射等不利影響。通常通過焊接噴嘴輸出工作氣體對(duì)等離子體/羽輝進(jìn)行調(diào)控,并對(duì)焊接熔池進(jìn)行保護(hù),以保證焊接過程的穩(wěn)定實(shí)施。在精密構(gòu)件的激光焊接制造過程中,焊縫成形及焊接過程的穩(wěn)定性尤為重要。為此,本文結(jié)合模擬計(jì)算、紋影試驗(yàn)及工藝試驗(yàn)的方法,針對(duì)CO₂激光器和光纖激光器,分別設(shè)計(jì)同軸焊接噴嘴,并對(duì)各自的氣體流態(tài)及對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,獲取了優(yōu)化的噴嘴結(jié)構(gòu)及氣體輸入?yún)?shù),有效調(diào)控了焊縫成形質(zhì)量。首先針對(duì)同軸焊接噴嘴,利用fluent軟件,對(duì)同軸噴嘴不同結(jié)構(gòu)條件下氣體流態(tài)進(jìn)行模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)同軸噴嘴各結(jié)構(gòu)(氣體輸入通道、匯集區(qū)和輸出段)對(duì)氣體輸出流態(tài)具有顯著的影響。結(jié)合紋影試驗(yàn),觀測(cè)同軸噴嘴輸出氣體流態(tài),發(fā)現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的同軸噴嘴可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣體的層流輸出和逆向輸出,獲得保護(hù)熔池和防止噴嘴上方空氣卷入的雙重效果。通過實(shí)施CO₂激光焊接試驗(yàn),結(jié)合焊縫形貌分析,分析優(yōu)化結(jié)構(gòu)的同軸噴嘴在CO₂激光焊接時(shí)焊縫成形穩(wěn)定性。通過試驗(yàn)研究,針對(duì)光纖激光深熔...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光焊接工作氣體對(duì)焊接質(zhì)量的影響
        1.2.2 激光焊接噴嘴結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 同軸焊接工作頭輸出氣體流態(tài)的計(jì)算及觀測(cè)方法
    1.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 文章結(jié)構(gòu)
第2章 試驗(yàn)條件及分析方法
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 試驗(yàn)裝備
    2.3 試驗(yàn)方法及裝置
        2.3.1 氣體流態(tài)觀測(cè)裝置及調(diào)節(jié)方法
        2.3.2 焊縫試樣分析方法
        2.3.3 飛濺測(cè)量方法
        2.3.4 氣體混合設(shè)備
第3章 同軸噴嘴輸出氣體流態(tài)的模擬計(jì)算
    3.1 同軸噴嘴結(jié)構(gòu)分析
    3.2 氣體流態(tài)模擬計(jì)算的模型建立及網(wǎng)格劃分
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件分析
    3.3 噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)輸出氣體流態(tài)的影響規(guī)律
    3.4 不同氣體輸出參數(shù)條件下的輸出氣體模擬
        3.4.1 氣體輸入流量對(duì)輸出氣體流態(tài)的影響
        3.4.2 約束條件下噴嘴輸出氣體流態(tài)的模擬計(jì)算
    3.5 同軸噴嘴輸出氣體流態(tài)紋影試驗(yàn)及結(jié)果分析
        3.5.1 自由條件下噴嘴輸出氣體流態(tài)觀測(cè)試驗(yàn)
        3.5.2 拘束條件下氣體流態(tài)觀測(cè)試驗(yàn)
        3.5.3 動(dòng)態(tài)拘束條件下氣體流態(tài)觀測(cè)
    3.6 CO₂激光同軸噴嘴焊接工藝試驗(yàn)
    3.7 本章小結(jié)
第4章 雙層同軸噴嘴流場(chǎng)模擬及焊接工藝試驗(yàn)研究
    4.1 光纖激光深熔焊接的特征及機(jī)理分析
    4.2 雙層同軸噴嘴輸出氣體流態(tài)的模擬計(jì)算及紋影觀測(cè)
    4.3 焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接穩(wěn)定性的影響規(guī)律
        4.3.1 激光功率對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律
        4.3.2 輸入氣體流量對(duì)焊接成形的影響規(guī)律
        4.3.3 不同輸入氣體流量條件下焊縫表面質(zhì)量的分析
        4.3.4 氣氛對(duì)焊接性穩(wěn)定的影響
        4.3.5 噴嘴距離工件表面高度對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律
    4.4 噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)焊接過程的影響規(guī)律
        4.4.1 雙層同軸噴嘴外層噴嘴內(nèi)壁結(jié)構(gòu)對(duì)焊接過程的影響
        4.4.2 內(nèi)層噴嘴同外層噴嘴出口端面位置關(guān)系對(duì)焊縫成形的影響
    4.5 光纖激光器同軸焊接工作頭設(shè)計(jì)開發(fā)及應(yīng)用
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間完成的成果
致謝



本文編號(hào)：3807530