發(fā)布時(shí)間：2017-12-17 17:07

  本文關(guān)鍵詞：水輔助條件下鋁合金表面激光標(biāo)記二維條碼的實(shí)驗(yàn)研究與質(zhì)量預(yù)測(cè)

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【摘要】：將激光技術(shù)和條碼技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)激光光束的熱效應(yīng)在材料表面進(jìn)行燒蝕,從而在材料表面形成永久性的條碼信息,便于追溯產(chǎn)品質(zhì)量信息的一種新技術(shù),具有無(wú)污染、無(wú)接觸、速度快、質(zhì)量高的特點(diǎn)。金屬材料的運(yùn)用范圍非常大,而激光在金屬表面進(jìn)行打標(biāo)也取得到了一定發(fā)展,然而,但在金屬材料上標(biāo)記條碼時(shí),激光束對(duì)材料表面的作用,會(huì)給基體材料產(chǎn)生機(jī)械損傷、熱應(yīng)力,以及加工的飛濺物能夠在加工區(qū)域重新的沉積,對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生了極大的影響,并且會(huì)產(chǎn)生細(xì)微顆粒及廢氣,對(duì)工作環(huán)境造成污染。為了減小上述情況的影響,本文以水作為輔助條件,利用激光在鋁合金表面進(jìn)行標(biāo)記條碼的實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)其標(biāo)記質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究?jī)?nèi)容包括:分析了激光功率、水層深度和材料自身三種因素對(duì)水輔助條件下激光標(biāo)記效果的影響,得到了這三種因素對(duì)標(biāo)記效果的影響規(guī)律。并設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)分析了水輔助條件下激光工藝參數(shù)對(duì)條碼圖像質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)的影響顯著性,得出了三種參數(shù)對(duì)條碼對(duì)比度和打印增長(zhǎng)兩個(gè)指標(biāo)影響顯著,而對(duì)軸向非均勻性和未用錯(cuò)誤糾正兩個(gè)指標(biāo)影響不顯著,并根據(jù)均值圖,分別得到了條碼對(duì)比度和打印增長(zhǎng)兩個(gè)評(píng)定指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)工藝參數(shù)組合。開(kāi)展了水輔助和空氣條件下的激光標(biāo)記二維條碼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析研究,從微觀和宏觀的角度,對(duì)比了條碼圖像質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)在兩種環(huán)境下的不同,并給出水輔助和空氣環(huán)境下標(biāo)記條碼后,經(jīng)檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)的最終條碼等級(jí)情況,最終確定在一定的參數(shù)范圍內(nèi),水輔助條件下在鋁合金表面進(jìn)行激光標(biāo)記條碼比在空氣中標(biāo)記的條碼質(zhì)量等級(jí)高�；贐P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),建立了水輔助條件下激光工藝參數(shù)與條碼圖像質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)之間的預(yù)測(cè)模型,并將實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)與模型輸出結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。而后,采用小步長(zhǎng)縮小范圍搜索法,結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)模型,在前期獲得的最優(yōu)工藝參數(shù)組合的附近,找出了激光水輔助條件下在鋁合金表面上標(biāo)記二維條碼的更確切的工藝參數(shù)組合。、通過(guò)控制單因素實(shí)驗(yàn),分析了不同牌號(hào)鋁合金在激光標(biāo)記二維條碼后的對(duì)比度與鋁合金化學(xué)成分之間的關(guān)系情況,得出四種鋁合金的條碼對(duì)比度的順序?yàn)?2024707560615052。然后,進(jìn)行了基于 COMSOL Multiphysics 的四種鋁合金溫度及冷卻率分布規(guī)律的仿真,得到了不同時(shí)刻和不同位置處的不同牌號(hào)鋁合金的溫度場(chǎng)分布、溫度和冷卻速率的變化規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.44;TN249;TG665

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