高功率CO_2激光焊接等离子体控制实验研究

采用精密的侧吹辅助气体调节和控制装置，实验研究了等离子体控制的各种工艺参数；采用光电晶体管检测熔池表面及小孔内等离子体光强变化；从理论上分析了等离子体控制的机理．结果表明：当辅助气体流量变化时，等离子体控制效果呈现三个区间．无论采用何种气体，只要辅助气体的操作压力稍大于金属蒸气压力，等离子体即被最佳控制     

铝合金高功率CO2激光粉末焊接

采用PFL-1A型激光加工送粉器和新型双层送粉喷嘴,在(Slab)CO2激光器上对一种较常用的高强度铝合金A2219进行焊接实验。研究了粉束落点相对激光光斑位置变化、送粉与焊接的相对方向对送粉时焊接过程和粉末利用率的影响。并研究了激光功率、离焦量和焊接速度的合理匹配。结合高速摄像仪和光束光斑诊断仪的观察数据对实验现象和结果进行了合理的分析,并给出优化的工艺参数区间。实验表明,只有当粉束作用在靠近熔池结晶前沿,偏离光斑后侧0.5~1 mm的区域,粉束才能有效地进入熔池;当送粉量一定时,需要相应的功率、功率密度和焊接速度匹配,粉束才能有效利用,得到理想的焊缝。通过优化工艺参数,成功获得了具有理想余高、成形良好、焊接过程稳定的焊缝。     

填充粉末对铝合金高功率CO2激光焊接的影响

通过采用和不采用填充合金粉末的比较试验，研究了填充合金粉末对铝合金高功率CO2激光焊接功率阈值、焊缝成形和焊接过程稳定性的影响。实验表明，合金粉末的加入可以提高焊接过程中激光能量的有效利用率；激光深熔焊接时的临界功率密度明显降低，合金粉末还可以减弱等离子体在高度方向上的膨胀跳动，使等离子体在工件表面能维持跳动幅度的相对稳定，有利于获得较为稳定的焊接过程和理想的焊缝成形，并通过试验，获得了焊缝饱满，有一定余高和鱼鳞纹光滑的焊缝。     

辅助气体对CO_2激光焊接光致等离子体屏蔽的影响

采用２０ｋＷＣＯ２激光加工系统焊接低碳钢，研究了辅助气体对等离子体屏蔽临界功率密度的影响。研究结果表明，辅助气体不同时等离子体屏蔽临界功率密度由小到大的排列顺序为：Ａｒ→Ｎ２→ＣＯ２→Ｈｅ。Ａｒ作为辅助气体时，等离子体屏蔽的临界功率密度可以低至１．８５×１０６Ｗ／ｃｍ２。辅助气体对等离子体屏蔽临界功率密度的影响主要取决于气体的导热性和解离能，相比而言，气体电离能的影响是次要的。采用Ａｒ作为辅助气体时，等离子体屏蔽临界功率密度低的原因主要在于Ａｒ的导热性能差，激光支持的燃烧波（Ｌａｓｅｒ－ｓｕｐｐｏｒｔｅｄＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＷａｖｅｓ—ＬＳＣ）波容易过热和扩展。     

CO2激光焊接等离子体高速摄影照片图像处理

本文讨论了采用计算机处理激光焊接等离子体的高速摄影照片。等离子体面积计算采用象素,并以象素的个数来表示,给出了等离子面积分布的直方图;给出了基于灰度的等温线;分析了将激光焊接等离子体分为具有10个不同折射率的区域时对入射激光传输的影响,结果表明:等离子体使入射激光发散,呈现出负透镜效应,严重情况下甚至使焊接不能进行。     

高功率激光焊接光致等离子体的检测

系统地归纳了高功率激光焊接过程中光致等离子体的声、光、电、热等四种特征信号,综述了国外在等离子体信号检测方面的试验方法及研究进展,分析了未来的发展趋势。     

高功率激光焊接光致等离子体的检测

系统地归纳了高功率激光焊接过程中光致等离子体的声、光、电、热等四种特征信号，综述了国外在等离子体信号检测方面的试验方法及研究进展，分析了未来的发展趋势     

CO2激光技术在工艺上的飞跃

CO2激光器主要在金属加工工业上用作切割与焊接工具。当人们观察这种气体激光器从科学试验室到作为标准机床和专用机床的工具这一发展过程时，就会认识到在提高坚固耐用的同时，提高功率是始终如一的发展趋向。如同各种工具的发展一样，提高可靠性和耐用性，降低保养花费是很重要的。     

保护气流对CO2激光焊接铝合金的影响

利用3 kW高功率CO2激光器,通过改变保护气体流量和流动方向,对2 mm厚的A5083铝合金薄板进行了焊接实验研究.研究发现,小孔的稳定存在取决于保护气体对等离子体云的抑制效果,而侧吹保护气体对等离子体云的抑制效果主要取决于所形成的气流方向,从而影响焊接熔化特性.利用有限元法对激光焊接时保护气体在小孔内部和表面气流状况进行了数值模拟,通过对不同焊接条件下模拟形成的小孔气动扰流的气流场和压力分布云图的分析,解释了采用逆向侧吹保护气体吹除等离子体的方法,可以更有效地抑制等离子体云的产生,防止小孔塌陷,有利于维持小孔的稳定性.     

高功率CO2激光焊接及其工业应用

介绍了高功率ＣＯ２激光焊接机理、特点及国内外高功率激光焊接的工业应用现状。     

CO2激光焊接光致等离子体屏蔽机制的实验研究

采用20kW CO2激光器,设计了一组试验方法,研究光致等离子体对焊接深度和聚集光束的影响,探讨高功率CO2激光焊接时光致等离子体的屏蔽机制。研究表明,光致等离子体显著改变了聚集光束的形态,使其焦点下移、光斑扩大,等离子体的这种透镜效应随着等离子体的上升而增强。相对于等离子体吸收,等离子体的透镜效应是等离子体屏蔽的主要机制。     

低碳钢CO_2激光焊接光致等离子体屏蔽的实验研究

采用20kWCO2激光加工机焊接st37－2钢,研究了辅助气体种类、气体流量以及聚焦激光束的离焦状态对等离子体屏蔽的影响。结果表明,不同辅助气体时等离子体屏蔽临界功率密度存在很大差异,由小到大的顺序为：Ar→N2→CO2→He。He良好的控制等离子体的能力不仅在于He高的电离能不易形成LSC波,更主要地在于He良好的导热性能抑制了LSC波的扩展。增大辅助气体流量或采用负离焦均可以在一定程度上减小等离子体屏蔽对焊接过程的影响。     

高光束质量Slab CO2激光深熔焊接实验研究

使用最新一代的扩散冷却型Slab CO2激光器对低碳钢进行了激光深熔焊接实验研究。Slab CO2激光器具有高光束质量。实验主要通过改变焦点位置获得不同离焦量下激光深熔焊接焊缝成型，分析并讨论了激光光束质量和焦深对焊接结果的影响。     

高功率CO2激光器的砷化镓窗口

本文研究一种减反膜的理论设计和实验制备技术,获得了适用于高功率CO2激光器,而且结构简单,制备方便的光学器件。     

轴快流CO2激光器循环工作气体参数控制系统设计

本文介绍了一种适用于CO2激光器的气体循环控制系统。该系统所采用的可编程序控制方法和系统结构不仅能够精确地控制激光器的工作气压,而且可以根据激光器不同的工作状态和功率输出,选择不同的混合气分比和换气量。系统所有的参数不仅可以预先设定,也可在激光器运行中方便地进行改变。     

带RAVI的TEA CO2激光器

本文分析了变反射率稳定腔的优点,将RAVI应用于稳定腔TEA CO2激光器中,改善输出光束的质量.     

新型高效金刚石圆锯片激光焊接系统的开发

在系统地分析比较了全国主要激光焊接设备的基础上,我们采用新型的高功率约束放电激励横流ＣＯ２激光器,配合三工位圆锯片激光焊接工作台,成功地开发出性价比优良的高效金刚石圆锯片激光焊接系统,该系统具有长期运转性能可靠、运行费用低、焊接质量高等突出特点。