本文關(guān)鍵詞：負(fù)壓激光焊接焊縫成形及等離子蒸氣羽煙行為研究

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【摘要】：在光纖激光深熔焊接中,等離子蒸氣羽煙會對激光產(chǎn)生吸收、折射和散射等衰減作用,改變激光在工件表面的能量分布,從而影響焊縫成形和焊接質(zhì)量。且當(dāng)激光功率愈大時(shí),衰減作用愈加強(qiáng)烈,這一問題在一定程度上限制了激光深熔焊在厚板焊接中的應(yīng)用。因此,有必要對等離子蒸氣羽煙進(jìn)行抑制,而采用負(fù)壓激光焊接方法是一種有效的手段。本課題針對負(fù)壓激光焊接研究的需要,設(shè)計(jì)了一套可行的實(shí)驗(yàn)方法,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并構(gòu)建了負(fù)壓激光焊接實(shí)驗(yàn)平臺,開展了不同環(huán)境壓力、焊接功率和焊接速度參數(shù)下的工藝試驗(yàn),并用高速攝影采集了等離子蒸氣羽煙圖片,通過圖像處理技術(shù)提取出特征參數(shù),以此來分析等離子蒸氣羽煙密度和大小的變化。結(jié)果表明,環(huán)境壓力對焊縫成形的影響是非線性的,并存在一個(gè)臨界值,約為20.0 kPa。當(dāng)壓力低于該值時(shí),焊縫熔深和深寬比急劇增加,截面形態(tài)由釘型轉(zhuǎn)變?yōu)獒樞汀６入x子蒸氣羽煙空間體積隨環(huán)境壓力降低而縮小,且壓力愈小,縮小愈顯著,在3.0 kPa時(shí)得到充分的抑制。最后,通過理論分析和特征參數(shù)研究了激光與等離子蒸氣羽煙的相互作用,以及該相互作用對焊接過程的影響。結(jié)果表明,隨著環(huán)境壓力降低,等離子蒸氣羽煙對激光的吸收和折射作用均減弱,而相互作用的減弱有利于提高焊接過程的穩(wěn)定性,改善焊縫成形,以及減少焊接氣孔缺陷。
【關(guān)鍵詞】：激光焊接 負(fù)壓 等離子蒸氣羽煙 焊縫成形
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 激光焊接原理及工藝特點(diǎn)10-13
• 1.3 激光焊接等離子蒸氣羽煙13-15
• 1.3.1 等離子蒸氣羽煙與激光的相互作用13-14
• 1.3.2 等離子蒸氣羽煙的抑制方法14-15
• 1.4 負(fù)壓激光焊接研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景15-19
• 1.4.1 負(fù)壓激光焊接研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 應(yīng)用前景與存在的問題16-19
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 負(fù)壓激光焊接實(shí)驗(yàn)方法與平臺設(shè)計(jì)21-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)22-27
• 2.2.1 激光焊接系統(tǒng)22-23
• 2.2.2 負(fù)壓環(huán)境系統(tǒng)23-25
• 2.2.3 工件驅(qū)動裝置系統(tǒng)25-26
• 2.2.4 高速攝影系統(tǒng)26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)27-30
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)條件27-29
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)過程29
• 2.3.3 評定與測試29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 負(fù)壓激光焊接焊縫成形研究31-46
• 3.1 負(fù)壓激光焊接基本工藝參數(shù)31-33
• 3.2 負(fù)壓激光焊接焊縫成形33-45
• 3.2.1 環(huán)境壓力對焊縫成形的影響33-38
• 3.2.2 焊接功率對焊縫成形的影響38-41
• 3.2.3 焊接速度對焊縫成形的影響41-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 負(fù)壓激光焊接等離子蒸氣羽煙行為研究46-61
• 4.1 等離子蒸氣羽煙的圖像處理與特征提取46-52
• 4.1.1 特征參數(shù)的提取47-50
• 4.1.2 特征參數(shù)的選擇50-52
• 4.2 環(huán)境壓力對等離子蒸氣羽煙形態(tài)的影響52-60
• 4.2.1 不同壓力下的等離子蒸氣羽煙52-54
• 4.2.2 對等離子蒸氣羽煙密度的影響54-56
• 4.2.3 對等離子蒸氣羽煙大小的影響56-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第五章 等離子蒸氣羽煙和激光相互作用對焊接過程的影響61-72
• 5.1 等離子蒸氣羽煙和激光的相互作用61-64
• 5.1.1 對激光的吸收作用61-62
• 5.1.2 對激光的折射作用62-64
• 5.2 相互作用對焊接穩(wěn)定性的影響64-66
• 5.3 相互作用對焊縫成形的影響66-68
• 5.4 相互作用對焊縫中氣孔敏感性的影響68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 第六章 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文81-83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：625626