發(fā)布時間：2024-12-25 23:28

　　高功率光纖激光以其功率高、光束質(zhì)量好、運行成本低和加工柔韌性高等綜合優(yōu)勢,吸引了全球焊接領(lǐng)域中眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來,研究發(fā)現(xiàn)高功率光纖激光焊接中極易產(chǎn)生熔深波動、飛濺、駝峰等焊接缺陷,這些焊接缺陷與深熔小孔的特性行為密切相關(guān)。為了全面認(rèn)識高功率光纖激光深熔焊接小孔的特性行為,揭示上述缺陷的形成過程,本文對小孔形貌的波動特征及影響因素、小孔口的波動特征、光束與小孔壁的相互作用過程及孔內(nèi)激光能量耦合方式等方面對其進(jìn)行了研究。焊接過程中小孔的形貌是瞬態(tài)變化的,激光的功率密度和作用時間(焊接特征時間)均對小孔的形態(tài)有著顯著影響�？變�(nèi)羽輝亮度明顯強于孔外羽輝。小孔前壁上的白色發(fā)光體亮度明顯高于小孔后壁上的白色發(fā)光體;小孔前壁氣液界面并非平滑的直線,在前壁上白色發(fā)光體的下方存在一定凹陷;該凹陷和白色發(fā)光體存在同時沿小孔向下的周期性運動趨勢。小孔前壁的微小波動與小孔的動態(tài)行為間存在緊密聯(lián)系。低焊速時,小孔口噴發(fā)飛濺沿焊接方向;高焊速時,小孔口噴發(fā)飛濺沿焊接負(fù)方向。焊接中激光束直接作用于小孔前壁,前壁上的白色發(fā)光體實際為光斑中心作用區(qū)的強蒸發(fā)蒸氣發(fā)光,以0.3～0.8 ms的周期沿光束方向向下作周...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 深熔小孔的特性行為與焊接缺陷的關(guān)系
        1.2.2 激光深熔焊接小孔形貌的探測
        1.2.3 激光束與孔壁的相互作用規(guī)律
    1.3 研究內(nèi)容
第2章 實驗條件與方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設(shè)備
        2.2.1 光纖激光焊接系統(tǒng)
        2.2.2 實驗觀測設(shè)備
    2.3 實驗方法與步驟
第3章 高功率光纖激光深熔焊接小孔的特性行為
    3.1 工藝參數(shù)對小孔特性行為的影響規(guī)律
        3.1.1 典型的深熔小孔形貌
        3.1.2 激光功率對小孔特性行為的影響規(guī)律
        3.1.3 焊接速度對小孔特性行為的影響規(guī)律
        3.1.4 穿透焊模式下小孔的特性行為
    3.2 不同光束參數(shù)下小孔的特性行為
        3.2.1 焦距對小孔形貌的影響
        3.2.2 離焦量對小孔形貌的影響
        3.2.3 單模激光焊接時的小孔特性行為
    3.3 高功率光纖激光深熔焊接小孔口的動態(tài)特性行為
        3.3.1 小孔口的典型形貌
        3.3.2 激光功率對小孔口形貌的影響規(guī)律
        3.3.3 焊接速度對小孔口形貌的影響規(guī)律
        3.3.4 不同焦距對孔口形貌的影響規(guī)律
        3.3.5 離焦量對孔口形貌的影響規(guī)律
        3.3.6 單模激光焊接對孔口形貌的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高功率光纖激光深熔焊接小孔的波動機理
    4.1 原位光學(xué)觀察激光束與孔壁的相互作用過程
        4.1.1 激光束與孔壁相互作用觀測
        4.1.2 焊接速度對激光致前壁金屬蒸氣周期的影響規(guī)律
        4.1.3 激光功率對前壁激光致金屬蒸氣周期及光斑運動速度的影響
    4.2 理論分析
        4.2.1 激光束與小孔壁相互作用規(guī)律
        4.2.2 深熔小孔的動態(tài)行為分析
    4.3 小孔口駝峰與飛濺形成規(guī)律分析
        4.3.1 深熔小孔波動與駝峰形成的關(guān)系
        4.3.2 小孔前壁對熔池流動的影響及規(guī)律
        4.3.3 小孔前壁對羽輝及駝峰的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間獲得獎項和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：4020170