| 【中文题名】 | 激光深熔焊接阈值特性研究 |
| 【英文题名】 | The Study on the Threshold Characterization for Laser Penetration Welding |
| 【学科专业】 | 光学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-12 |
| 【中关键词】 | 激光焊接,深熔阈值,金属蒸气羽辉,光致等离子体,光谱, |
| 【英关键词】 | laser welding,threshold of penetration,metal vapor plume,laser-induced plasma,spectrum, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>激光技术、微波激射技术>激光的应用> |
| 【论文摘要】 |
激光焊接模式根据是否产生小孔效应通常分为两种——热导焊模式和深熔焊模式。由热导焊转变为深熔焊时,金属材料对激光的吸收率发生阶梯式的增长,焊接深度迅速增大。本文采用大功率CO_2和Nd:YAG激光焊接A3钢、铝合金2024、5083,结合高速摄像和光谱分析,对激光焊接模式转变特征进行了深入的研究。
首先,对激光深熔焊接阈值的表征参量选择进行了对比实验研究。结果表明:无论使用CO_2激光还是Nd:YAG激光焊接,以激光功率与光斑直径之比P/d作为深熔焊接阈值的表征参量,其值与光斑大小无关;而采用激光功率密度表征深熔焊接阈值,其值随光斑大小不同而发生变化。
其次,采用激光功率与光斑直径之比P/d作为深熔焊接阈值的表征参量,通过研究辅助气体、试样表面粗糙度和不同材料等因素对深熔焊接阈值的影响来分析探讨CO_2和YAG激光深熔焊接阈值的特性。实验结果表明:辅助气体、材料表面粗糙度和材料性质等因素的改变对YAG激光深熔焊接阈值影响明显;对CO_2激光深熔焊接阈值影响较小。
最后,对比研究了CO_2和Nd:YAG激光深熔焊接过程建立时的金属蒸气羽辉的光谱特征,分析讨论了光致等离子体在CO_... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-17 |
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1.1 引言 |
9 |
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1.2 激光焊接模式 |
9-12 |
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1.3 激光深熔焊接的形成 |
12-15 |
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1.3.1 深熔小孔的形成 |
12-13 |
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1.3.2 光致等离子体的产生 |
13 |
|
1.3.3 光致等离子体的作用 |
13-15 |
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1.4 本文的研究内容 |
15-17 |
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第2章 激光辐照金属材料的物理基础 |
17-25 |
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2.1 金属对激光的吸收 |
17-22 |
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2.1.1 经典电磁理论 |
17-19 |
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2.1.2 影响材料对激光吸收的因素 |
19-22 |
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2.2 激光辐照下金属的热效应 |
22-23 |
|
2.3 金属蒸气的电离 |
23-24 |
|
2.4 本章小结 |
24-25 |
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第3章 实验设备及实验材料 |
25-33 |
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3.1 实验加工系统 |
25-31 |
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3.1.1 CO_2 激光加工系统 |
25-29 |
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3.1.2 YAG 激光加工系统 |
29-31 |
|
3.2 实验测量仪器设备 |
31 |
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3.3 实验材料及表面处理 |
31-33 |
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3.3.1 实验材料及化学成分 |
31-32 |
|
3.3.2 试样表面处理及粗糙度 |
32-33 |
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第4章 激光深熔焊接阈值表征 |
33-41 |
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4.1 引言 |
33 |
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4.2 实验方案 |
33-34 |
|
4.2.1 实验装置 |
33-34 |
|
4.2.2 实验条件及方法 |
34 |
|
4.3 实验结果和分析 |
34-39 |
|
4.3.1 Nd:YAG 激光焊接 |
34-35 |
|
4.3.2 CO_2 激光焊接 |
35-39 |
|
4.4 本章小结 |
39-41 |
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第5章 激光深熔焊接阈值特性研究 |
41-75 |
|
5.1 引言 |
41 |
|
5.2 激光深熔焊接阈值特性实验及分析 |
41-62 |
|
5.2.1 实验方案 |
41-42 |
|
5.2.2 辅助气体对深熔焊接阈值影响 |
42-47 |
|
5.2.3 试样表面粗糙度对深熔焊接阈值影响 |
47-55 |
|
5.2.4 材料性质对深熔焊接阈值影响 |
55-59 |
|
5.2.5 实验结果分析与讨论 |
59-62 |
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5.3 激光焊接蒸气羽辉形态与光谱实验及分析 |
62-71 |
|
5.3.1 实验方案 |
62 |
|
5.3.2 YAG 和CO_2 激光焊接A3 钢实验结果及分析 |
62-67 |
|
5.3.3 YAG 和CO_2 激光焊接2024 铝合金实验结果及分析 |
67-71 |
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5.4 光致等离子体在CO_2 激光深熔焊接形成时的作用 |
71-72 |
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5.5 本章小结 |
72-75 |
|
结论 |
75-77 |
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参考文献 |
77-81 |
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攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
81-82 |
|
致谢 |
82 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.341882 |
