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基于神经网络的T型接头激光桩焊视觉束偏检测
摘要： 本文通过实验研究，将视觉相机同轴集成于激光束焊接工具中，用于监测T型接头激光立焊过程中的光束偏移（光束偏离）。该方法旨在实现此类焊接（从顶部无法观察接头）中接头中心线偏差的早期检测。研究采用多项式曲面拟合方法提取能描述熔池行为的特征参数，并训练了一个带有外部输入的非线性自回归神经网络模型，将八个图像特征与激光束偏移相关联。通过不同焊接样本对所提模型的性能进行了离线评估。结果表明，该方法可用于指导焊后检测，并具备在线自适应控制的潜力。
关键词： T型接头、过程监测、激光束焊接、神经网络、视觉相机
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于光电探测器传感的T型接头激光塞焊光束偏移检测
摘要： 本文通过实验研究，在T型接头立焊的激光束焊接工具中采用光电探测器监测光束偏移（光束偏离）。该方法旨在实现此类焊接过程中接头中心线偏移的早期检测——由于从上方无法观察到接头位置。所用光电探测器为磷化镓（GaP）二极管，其敏感光谱范围为150-550纳米，对应小孔焊接过程中等离子羽流的光谱辐射。通过变点检测方法评估了光电探测器信号的检测性能，同时对比分析了离线与在线两种检测方案。离线方法可用于指导焊后检测，而在线方法则具备实现在线自适应位置控制及/或中断工艺进行修复的潜力。研究结果表明，该方案可作为合格/不合格判定系统，并用于指导焊后检测。
关键词： 过程监测、T型接头、光电探测器、激光束焊接
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光束焊接对热冲压马氏体铬钢X46Cr13循环材料性能的影响
摘要： 关于高强度材料在焊接接头中的应用，一个原则性问题在于板材强度如何受到循环载荷和焊接的影响。为研究淬火硬化马氏体铬钢X46Cr13的循环材料特性，进行了应变控制疲劳试验并进行了评估。通过降低激光束焊接的热输入量并采用特定热处理工艺，实现了对该淬火硬化材料焊接性能局限性的补偿。激光束焊接对疲劳性能的影响通过对接接头的循环行为得以体现。循环材料特性是基于应变法的疲劳评估方法的基础，疲劳寿命估算同时采用循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线。在循环应力-应变曲线中未发现淬火硬化基材与对接接头之间存在明显差异。通过对比初始加载阶段、循环稳定状态及裂纹萌生阶段的滞后环，发现了瞬态效应。根据初始加载阶段和循环稳定状态可判定存在循环硬化现象。通过对比应变-寿命曲线，发现基材与对接接头在裂纹萌生循环次数上存在差异。在应变控制条件下测试的对接接头裂纹萌生循环次数，达到1×10^6次失效循环时仍保持基材50%以上的疲劳强度。
关键词： 高锰TWIP钢、高强度钢、MnCr钢、对接接头、激光束焊接、马氏体不锈钢、整体疲劳寿命估算方法、热冲压硬化、循环材料行为
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光束焊接Ti-6Al-4V对接接头疲劳性能改善的表面改性方法
摘要： 激光束焊接（LBW）过程中形成的表面及内部缺陷已被确认为严重问题，因其会导致应力集中并引发焊接部件过早失效。本文通过采用多种焊后处理方法并分析其对焊接接头高周疲劳（HCF）性能的影响，旨在改善这些焊接缺陷。研究论证并对比了激光表面重熔（LSR）和激光冲击喷丸（LSP）等高效激光后处理技术相较于传统工艺的优势。结果表明焊接气孔决定了表面处理焊缝的内部裂纹萌生位置，并详细阐述了工艺参数对气孔水平及高周疲劳性能的影响。基于大量实验研究，本文给出了消除缺陷缺口效应并最大化激光焊接Ti-6Al-4V对接接头疲劳性能的实用准则。
关键词： 激光冲击强化，激光束焊接，高周疲劳，气孔，缺陷
更新于2025-09-12 10:27:22
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考虑变幅载荷和腐蚀环境下的激光束焊接钢-铝接头疲劳强度
摘要： 目前船舶设计中采用爆炸焊接技术连接钢铝混合材料组合，以降低油耗并提高运输载重。作为复杂昂贵的爆炸焊接替代方案，研究人员正致力于通过搭接激光束焊接工艺实现钢铝连接件的替换。为此，针对两种材料熔点差异、热膨胀系数不同以及元素有限溶解度导致的金属间相形成等问题，开发并优化了激光束焊接工艺。这种通过钢熔池向铝材延伸形成的焊缝特性，对连接件的准静态和循环强度具有重大影响，其中焊缝宽度和熔深被确认为主要影响因素。最终，在熔深光谱监测控制下开发的激光束焊接工艺，通过搭接接头和紧凑型适配器的疲劳试验得到验证。除恒幅载荷(CAL)下的疲劳强度外，变幅载荷(VAL)下的疲劳性能表现尤为突出——尽管从CAL到VAL时离散度增加且线性损伤累积理论不再适用。载荷强度变化解释了断裂行为的转变。最后，在5%氯化钠溶液的腐蚀环境中进行恒幅载荷试验，展示了腐蚀疲劳特性，该环境会导致高周疲劳至长寿命疲劳阶段的强度下降。
关键词： 钢铝接头、船舶建造、腐蚀疲劳、爆炸焊接、激光束焊接、搭接接头、腐蚀环境、船舶设计、恒幅载荷、变幅载荷、紧凑适配器、疲劳评估
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于红外激光的电动驱动生产领域中棒绕线圈接触技术
摘要： 电动出行驱动下，创新绕组方法通过提高铜填充率进而提升电机功率密度的重要性日益凸显。与传统绕组相比，基于矩形截面的条形绕组不仅优化了铜填充率，在自动化生产方面也更具优势。由于绕制过程需要大量接合点，接触工艺的复杂度显著增加，而激光焊接凭借其短时高效和高重复性的特点，在实现该工序方面展现出潜力。本文研究了电机生产中矩形截面绝缘铜线激光焊接过程的关键相互作用因素，除工件特性外，重点分析了工艺参数、光束引导策略及特定质量要求。为此，基于实验设计开展了参数研究，采用合适的测量技术对样品特性进行量化评估。
关键词： 发夹式绕组、红外激光器、电触点、绝缘铜导体、激光束焊接
更新于2025-09-12 10:27:22
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远程激光束焊接与电阻点焊过程中的作用力——一项对比研究
摘要： 汽车行业薄板焊接需采用刚性且昂贵的装夹夹具来准确定位和固定待连接部件?；谔卣鞯淖凹屑际跏且恢旨跎僮芭涔讨屑芯呤褂玫姆椒ǎ梅椒ㄒ劳辛慵逃械淖凹刑卣骼词迪侄ㄎ挥虢艄坦δ?。这些装夹特征的合理设计需要掌握焊接过程产生的作用力并进行补偿。本文通过热力学仿真模型和实验研究，探究了远程激光束焊接与电阻点焊过程中的作用力情况。对比分析显示两种焊接工艺产生的作用力存在显著差异。最终研究结果可用于设计装夹特征，从而减少车身车间的焊接夹具数量。
关键词： 激光束焊接、紧固特征、工艺力、电阻点焊、夹具
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光烧蚀工艺对铝材的预处理：加工参数对激光焊接铝-聚酰胺组件接头强度的影响
摘要： 金属-聚合物组件的激光焊接是一种创新的连接工艺。已有研究表明，在与聚合物进行激光焊接前对铝（Al）进行激光表面预处理会影响接头强度。本研究采用实验设计（DoE）方法，探究多种铝激光烧蚀参数对激光焊接铝-聚酰胺（PA6.6）组件接头强度的影响。研究明确了关键参数，划定了工艺窗口，并确定了最优参数。组件失效后，采用光学显微镜评估接头区域。根据激光烧蚀参数的不同，可优化接头区域从而显著提升对应的抗剪承载能力。
关键词： 金属-聚合物组装体、激光烧蚀、激光束焊接、混合连接
更新于2025-09-12 10:27:22
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低密度难熔高熵合金的激光束焊接
摘要： 研究了激光束焊接对Ti1.89NbCrV0.56难熔高熵合金组织和性能的影响，重点考察了不同预热温度的作用。由于该材料延展性较低，室温激光焊接会产生热裂纹，而采用T≥600°C预热可获得无裂纹的优质对接接头。铸态原始合金由粗大的bcc晶粒和少量透镜状C15 Laves相颗粒组成。焊缝区形成柱状组织，其晶粒厚度随焊接前预热温度升高而增加。600°C或800°C焊接后焊缝中会形成Laves相颗粒，但室温或400°C焊接后未观察到此类颗粒。高温保温处理未显著改变基体材料组织，但在600°C时会出现"额外"微小Laves颗粒。750°C拉伸测试中，由于焊缝硬度较高（这可能与焊缝区bcc晶粒细化有关），断裂发生在基体材料部位。
关键词： 微观结构、力学性能、激光束焊接、高熵合金
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光焊接中梁偏移检测的变点检测方法研究
摘要： 本文通过实验研究，利用集成于激光焊接工具的光电二极管监测激光光斑与焊缝的偏离情况（即光束偏移）。该光电二极管系统成本效益高，且通常易于在工业系统中实施。所选光电二极管为硅探测器，对340-600纳米光谱范围敏感，该范围对应等离子体羽流的发射光谱。实验针对易因光束偏移导致焊缝未熔合的闭式方形对接接头焊接工艺。通过两种变点检测方法（离线法与在线法）评估了光电二极管信号在不同检测性能下的表现：离线法可用于指导焊后检测，在线法则有望实现在线自适应控制或中断工艺进行修复?；诓恍飧职宀募す夂附邮笛槭荩拦懒思嗖庀低臣氨涞慵觳夥椒ǖ男阅?。结果表明，利用光电二极管监测检测光束偏移具有明确可行性。
关键词： 变点检测、监测、光电二极管、激光束焊接
更新于2025-09-12 10:27:22