半导体与CO_2光斑模式下激光熔覆工艺

为了研究不同光斑模式的激光热源熔覆镍基合金效果的差异,分别采用矩形大光斑半导体激光与圆形小光斑CO_2激光在Q235低碳钢表面上进行镍基合金单道熔覆试验。通过相同条件下单道熔覆试验,对比分析不同光斑模式的激光获得的熔覆层尺寸、稀释率以及成形系数随激光功率及扫描速度的变化;还分析了矩形大光斑半导体激光热源与传统圆形小光斑CO_2激光热源的差异。结果表明,在相同工艺参数下,矩形大光斑半导体激光获得的熔覆层尺寸、稀释率及成形系数明显优于传统CO_2激光。     

连续焊接P-GTAW熔池振荡频率激光光电转换实时检测系统

钨极氩弧焊(GTAW)熔池振荡频率与熔池体积具有直接物理对应关系,但振荡频率检测十分困难. 为此,提出了一种基于光电转换原理的激光光电转换法用于连续脉冲钨极氩弧焊(P-GTAW)熔池振荡频率的实时检测并搭建了试验平台. 采集了激光光电转换法熔池振荡电压信号和图像激光视觉法的激光条纹视频,并对比分析了两种方法的优缺点. 结果表明,图像激光视觉法具有较强抗干扰能力、信噪比高,但算法复杂,很难用于实时检测;激光光电转换法具有高采样率、处理速度快、设备简单、信噪比高等特点,能够满足对熔池振荡信号的实时检测及后续熔透控制.     

直流TIG焊熔透状态激光光电法实时检测

针对目前熔透检测方法存在的信噪比低、实时性差等缺点,提出了一种激光光电法可通过提取熔池表面特征参数实现直流TIG焊定点及连续焊接条件下熔透状态实时检测.介绍了该方法的原理,构建了直流TIG焊光电法电压信号检测及背面熔透同步摄像采集试验平台.采集了定点及连续焊接条件下电压信号与同步摄像图像,对比分析了电压信号与熔透状态的对应关系及电压信号的变化规律.结果表明:激光光电法采集的电压信号可以较好反映直流TIG焊熔透状态;利用熔透状态从未熔透转变为临界熔透时熔池表面由凸面突变为凹面,激光反射条纹快速聚焦,从而引起光电法电压信号迅速变化的现象,可以实现直流TIG焊熔透特征信号的精确识别与提取.     

连续脉冲GTAW不同熔透状态熔池振荡 频率特征及分析*

熔池振荡频率与熔池尺寸具有直接物理对应关系,但常规弧压、弧光方法很难实现连续焊接振荡频率提取。提出一种激光视觉测量方法用于连续焊接振荡频率检测。对连续焊接条件下部分、临界及全熔透状态下的熔池振荡激光条纹进行采集,通过图像处理算法提取不同熔透状态下的频率特征,并从激光条纹变化形态、熔池表面振荡和液态金属内部流动对不同频率特征进行分析。结果表明,激光视觉法能够精确检测熔池表面金属轴向及横向的流动;在部分和全熔透状态下熔池表面及内部金属以单一模式进行振荡,存在单一特征频率;在临界熔透状态下由于熔池约束条件的变化,使其表面振荡及内部金属振荡具有部分和全熔透的振荡特征,表现出两种特征频率;不同熔透状态的振荡频率特征可为精确检测不同熔透状态提供依据。     

弧光法与激光视觉法检测熔池振荡特征的对比分析

为了研究不同焊接条件下激光视觉法与弧光传感法对脉冲GTAW焊熔池振荡信号的传感效果,分别建立了相应的试验系统,并进行了提取脉冲GTAW定点及连续焊熔池振荡频率的试验,对比分析了两种方法的传感效果. 结果表明,定点焊时弧光传感法与激光视觉法都能够稳定并准确的检测出熔池振荡频率;连续焊时随着焊接速度的提高弧光法传感获得熔池振荡信号质量变差,而焊接速度的变化对激光视觉法获得熔池振荡信号质量影响较小. 因此在连续焊接条件下,激光视觉法具有更好的适应性.