高端线材全流程质量管控系统及应用

高端线材产品因其严苛的表面质量和内在性能的要求,需要从冶炼、连铸、轧制和冷却全流程进行质量管控,因此亟需打通流程间的信息壁垒,改变传统的以炉组织生产到以流支组织生产的模式,打造高端线材全流程质量管控系统,实现物料流支跟踪、生产过程监控、质量追溯、质量评级、质量诊断和过程优化等功能。采用了多变量监控实现变量耦合关系的解析,采用多种变量重要性分析方法综合定位引发质量波动的异常原因,最终形成质量管控闭环,不断改善产品质量,减少质量异议。     

高重复频率脉冲激光去除低热导率涂漆

基于烧蚀气化材料去除机理,利用高重复频率脉冲激光对低热导率树脂基涂漆的定量去除进行理论及实验研究。研究了二维振镜系统激光清洗扫描方式的选取,以及脉冲激光作用于材料表面光斑的分布特性。对材料表面的温度变化进行理论仿真后发现,脉冲间隔对材料温度变化的影响较小。进行了高重复频率脉冲激光烧蚀气化去除低热导率涂漆的实验,结果表明:作用于涂漆表面的脉冲数与烧蚀气化去除深度线性相关,从而建立了二者之间的一维线性关系方程。     

7kW级光纤耦合输出全固态激光器

全固态激光器具有效率高、寿命长、光束质量好、体积适中、可柔性传输等优点,是目前较成熟的激光技术之一。近年来,随着激光加工技术迅速发展,数控技术日趋完善,激光加工装备已广泛应用于先进制造业,但所使用的核心部件高功率全固态激光器几乎全部依赖于进口,这在一定程度上制约了大功率激光加工装备的普及,阻碍了我国制造业的发展。     

2kW级高功率传能光纤组件

<正>高功率激光器配备高功率传能光纤组件,通过光纤组件进行传输,可以使高功率激光变得更加灵活、可控,实现柔性化三维加工,最大化高功率激光在工业生产中的作用及应用范围。其中,光纤与大直径石英端帽高质量大梯度熔接是其核心技术,大直径石英端帽能大幅度降低光纤端面处激光功率密度,为高功率激光稳定传输提供了可能。近年来,本课题组致力于高功率传能光纤组件的研究,利用自行研制的熔接设备,探索熔接工艺,     

碳纤维复合材料激光热-机械剥蚀机制研究

针对航空复合材料挖补修复工艺对损伤区高效高质量去除的需求,研究了碳纤维复合材料纳秒脉冲激光剥蚀机理、工艺优化和缺陷控制方法,基于各向异性传热原理研究了激光扫描角度对材料去除率的影响规律,探索了激光扫描速度和填充间距对非匀质材料的热-机械剥蚀的影响机制。结果表明：碳纤维复合材料显著的各向异性传热使得去除深度随激光扫描角度的增大而减小,激光扫描角度为0°时去除深度为220μm,激光扫描角度为90°时去除深度为150μm;由于热-机械剥蚀的混合作用,两个方向上的光斑搭接率存在临界值,在该临界值处材料去除效率出现峰值。进行了18层的阶梯形去除,精度控制在±20μm。通过实验测试与数据分析,优化了碳纤维复合材料逐层精细剥蚀扫描策略与工艺方案,为碳纤维激光精细制造提供了参考。     

基于二氧化碳激光的光纤大直径端帽熔接技术

光纤大直径端帽熔接是千瓦级传能光纤封装的关键技术之一。为了实现光纤大直径端帽熔接,从理论上分析了光纤与大直径端帽熔接机理,设计并搭建了基于CO2激光的光纤大直径端帽熔接系统,掌握了光纤大直径端帽熔接方法和工艺,并利用熔接好的大直径端帽的光纤成功传输了千瓦级连续激光。