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变厚截面材料激光穿透焊接自适应功率控制研究 被引量：1
1
作者 周麒 张哲豪 +5 位作者 李栋梁 罗耀恩 赵育泽 陈聪 曾宏玉 袁方 《金属加工（热加工）》 2024年第2期23-29,33,共8页
激光焊接变厚截面板是实现汽车轻量化的有效举措,但在激光焊接过程中,因工艺不稳定易导致焊缝熔透状态不一致,工件焊接质量较差。由于激光功率易于控制且对熔深影响显著,因此从变厚截面板激光焊接过程中的功率控制需求入手,设计了功率... 激光焊接变厚截面板是实现汽车轻量化的有效举措,但在激光焊接过程中,因工艺不稳定易导致焊缝熔透状态不一致,工件焊接质量较差。由于激光功率易于控制且对熔深影响显著,因此从变厚截面板激光焊接过程中的功率控制需求入手,设计了功率控制软硬件系统,完成了功率控制平台的搭建;采用卷积神经网络对同轴图像采集系统获取的小孔穿透孔图像进行分类,依据穿透孔面积分为未熔透、适度熔透和过熔透,采用PID控制系统根据分类结果编码实时改变焊接功率以获得适度熔透状态;通过采用变截面板进行激光焊接功率自适应调控试验,获得了背部余高均匀的焊缝,验证了自适应功率监测和控制算法的有效性。 展开更多
关键词 激光焊接 变厚截面材料 熔透状态 自适应功率控制
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B340LA变厚截面板变功率激光焊接试验研究 被引量：2
2
作者 张屹 梁志超 +3 位作者 张哲豪 陆润东 李福南 韦海英 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期51-57,共7页
变厚截面材料是实现汽车轻量化的有效途径之一,但截面厚度变化的材料连接实现困难.1.2～2.0 mm厚的B340LA变厚截面板在长度和宽度方向上都存在厚度波动,并且不同厚度处的材料硬度存在最大20%的偏差.针对该材料的特性自行设计了专用焊接... 变厚截面材料是实现汽车轻量化的有效途径之一,但截面厚度变化的材料连接实现困难.1.2～2.0 mm厚的B340LA变厚截面板在长度和宽度方向上都存在厚度波动,并且不同厚度处的材料硬度存在最大20%的偏差.针对该材料的特性自行设计了专用焊接夹具,提出了阶跃式变功率的激光焊接方法.对比分析固定功率和阶跃式变功率两种激光焊接试验,结果表明:固定功率(900～1 400 W)条件下获得的焊缝形貌与熔透状态均在焊接方向表现出显著的差异性,且部分焊缝会出现塌陷等焊接缺陷;采用1 000 W、1 100 W和1 300 W分段功率的阶跃式变功率焊接,1.2～2.0 mm板厚方向上可得到一致的焊缝形貌和熔透状态,焊缝熔合区的硬度偏差小于9%.与固定功率激光焊接相比,阶跃式变功率激光焊接可实现B340LA变厚截面材料的有效连接. 展开更多
关键词 激光焊接 变厚截面板 阶跃式变功率 熔透状态 焊缝形貌和组织
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激光直接金属沉积工艺能效的田口试验研究 被引量：4
3
作者 袁丰波 韦海英 +2 位作者 黄矗 吴家柱 张屹 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期24-29,共6页
为了研究金属激光直接沉积工艺过程中工艺参量对工艺能效的影响,采用自主研发的HCX60五轴激光复合制造机床开展工艺能效田口试验,并对其结果进行了信噪比分析、极差分析以及方差分析,得到激光功率、送粉量、扫描速率、提升量以及搭接率... 为了研究金属激光直接沉积工艺过程中工艺参量对工艺能效的影响,采用自主研发的HCX60五轴激光复合制造机床开展工艺能效田口试验,并对其结果进行了信噪比分析、极差分析以及方差分析,得到激光功率、送粉量、扫描速率、提升量以及搭接率对工艺能效的影响主次关系,提出了工艺因素优化组合。结果表明,送粉量对工艺能效的影响最为显著,最佳参量组合为激光功率P=500W,送粉量f=28g/min,扫描速率v=600mm/min,提升量h=0.6mm和搭接率λ=30%。这为研究增材制造工艺参量对工艺能效的作用及影响规律提供了理论借鉴和实验基础。 展开更多
关键词 激光技术 工艺能效 田口试验 激光直接沉积 增材制造
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激光直接金属沉积316L不锈钢表面粘粉工艺研究 被引量：4
4
作者 陈寰宇 吴家柱 +2 位作者 赵鹏辉 刘安丽 张屹 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期624-628,共5页
为了探究激光直接金属沉积316L不锈钢的表面粉末粘附工艺规律,利用高速摄像机分析粉末粘附类型,采用单因素试验的方法,定量研究了单道多层沉积中的送粉速率、送粉气流量和线能量密度对粉末粘附的影响规律。结果表明,粉末粘附主要包括熔... 为了探究激光直接金属沉积316L不锈钢的表面粉末粘附工艺规律,利用高速摄像机分析粉末粘附类型,采用单因素试验的方法,定量研究了单道多层沉积中的送粉速率、送粉气流量和线能量密度对粉末粘附的影响规律。结果表明,粉末粘附主要包括熔池熔液逸出和未熔粉末粘附两种类型;随着送粉速率的增加和送粉气流量的减小,薄壁件侧表面粉末粘附程度增加,而粉末粘附程度则对激光线能量密度的变化不敏感;激光功率700W、扫描速率700mm/min、送粉量13.54g/min、送粉气流量14L/min、离焦量+22mm时,激光直接金属沉积薄壁件表面粉末粘附较少。研究结果能够成为改善316L不锈钢增材制件表面质量的重要依据。 展开更多
关键词 激光技术 粉末粘附 单因素试验 直接金属沉积
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激光切割锂电池负极极片复合材料的数值模拟 被引量：4
5
作者 晏一菓 阳如坤 +2 位作者 李建相 吴学科 张屹 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期773-778,共6页
为了探究负极极片复合材料的切割性质,采用有限元模型,对激光切割锂离子电池负极极片复合材料温度场进行数值模拟计算.由温度场分布取得了负极切缝宽度与切缝深度的尺寸大小,从中研究激光功率、切割速率和光斑半径对负极表层材料切缝宽... 为了探究负极极片复合材料的切割性质,采用有限元模型,对激光切割锂离子电池负极极片复合材料温度场进行数值模拟计算.由温度场分布取得了负极切缝宽度与切缝深度的尺寸大小,从中研究激光功率、切割速率和光斑半径对负极表层材料切缝宽度与切缝深度的影响.结果表明,负极表层切缝宽度随激光功率和光斑半径的增加而增大,随切割速率增大而减小;切缝深度随激光功率增加而增大,随切割速率和光斑半径增大而减小.切割至中间铜箔后,切缝深度变化速率趋缓,负极材料的复合结构对切缝深度存在明显影响;在功率为170W、光斑半径为47μm、切割速率变化至600mm/s左右时,效果最为明显,切割深度在该参量下达到60μm,且突破这一阈值后增长速率得到明显提升直至极片完全切断.这一结果可为激光应用于锂离子电池极片复合材料切割提供参考. 展开更多
关键词 激光技术 激光切割 温度模拟 电极极片
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激光填粉焊接B340LA高强钢工艺特性研究
6
作者 李洁 张屹 +1 位作者 梁志超 陈聪 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第17期301-308,共8页
激光焊接B340LA高强钢是汽车轻量化设计制造的重要技术难题。采用Fe30金属粉末作为填料开展了B340LA高强钢激光填粉焊接工艺试验,研究了对接间隙、焊接速度和填粉速度对焊缝质量的影响规律,发现在优化工艺参数条件下,可以得到焊缝形貌平... 激光焊接B340LA高强钢是汽车轻量化设计制造的重要技术难题。采用Fe30金属粉末作为填料开展了B340LA高强钢激光填粉焊接工艺试验,研究了对接间隙、焊接速度和填粉速度对焊缝质量的影响规律,发现在优化工艺参数条件下,可以得到焊缝形貌平整,焊缝强度高于母材的优质焊缝。结果表明,对接间隙是影响表面余高和塌陷的最重要工艺参量,随着对接间隙的增大,焊缝形貌下凹量增大,当对接间隙为0.15 mm时,焊缝出现塌陷。焊接速度对焊缝表面余高和塌陷影响较小,随着焊接速度的增加,焊缝形貌平整,未出现塌陷现象。填粉速度对抗拉强度的影响较大,随着填粉速度的增加,焊接件的组织大范围细化,抗拉强度增加。当填粉速度<8.27 g/min时,焊接接头断裂在焊缝位置;当填粉速度≥8.27 g/min时,焊接接头断裂在母材,此时焊接接头强度高于母材。该研究成果丰富了激光焊接基础理论,为车用B340LA高强钢激光焊接提供技术支撑。 展开更多
关键词 激光技术 激光焊接 工艺特性 焊缝形貌 抗拉强度 高强钢
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