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oe1(光电查) - 科学论文

127 条数据
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  • 双曲面几何结构机器人激光焊接质量检测系统

    摘要： 机器人激光焊接件的质量与焊缝位置、激光焦点轨迹及工艺参数相关。通过实施过程监测，可获取足够的工艺知识用于后续检测以评估焊缝几何质量。现有此类系统解决方案仅适用于直线焊缝。本文贡献在于开发了一套能处理双曲面几何结构的机器人激光焊接质量检测系统。该数据采集系统包含通过激光光学元件观察的CMOS相机、外部LED照明及匹配滤光片。加工过程中持续采集移动激光焦点周边区域的图像序列，通过模板匹配估算每帧图像间的二维位移场确定焦点轨迹，再经卡尔曼滤波处理提升系统精度与鲁棒性。在指定感兴趣区域内采用Canny边缘检测器和标准霍夫变换确定焊缝位置。针对双曲面结构，该感兴趣区域随激光轨迹动态调整，始终包含最靠近焦点的可见焊缝部分。开发的后续检测系统通过比对估算轨迹与实际焊缝位置评估焊接质量。经18个样本实证验证，该质量检测系统性能表现优异，能以±0.2毫米精度准确检测焊接轨迹相对于焊缝位置的变化。

    关键词： 视觉系统、图像处理、质量检测、激光焊接、焊接轨迹

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 选择性激光熔化（SLM）制备的AlSi10Mg铝基合金的激光焊接

    摘要： 增材制造能够生产传统方法无法实现的复杂高度集成部件。在许多应用中，增材制造的部件可能只是整体中的一小部分，因此为打印件寻找合适的连接方法变得日益重要。本研究旨在探究无填充材料的AlSi10Mg打印材料的激光焊接性能。焊接实验采用Yb:YAG碟片激光器，波长1030纳米，工件表面最大输出功率4千瓦。AlSi10Mg是选择性激光熔融技术生产部件中广泛使用的材料，具有优异的耐腐蚀性、良好的导电性和卓越的导热性。实践证明该材料比钢材更易于打印，因此在原型制造领域也很受欢迎。焊接测试表明，无填充材料的激光焊接适用于AlSi10Mg材料，其焊缝静态强度与基材相比表现良好。不过由于成分特性，AlSi10Mg在焊接时仍存在一定挑战性。

    关键词： 选择性激光熔化（SLM）、AlSi10Mg合金、Yb:YAG碟片激光器、激光焊接、增材制造（AM）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用光纤激光-MAG复合焊接工艺焊接45毫米厚钢板时的孔隙率和凝固裂纹问题

    摘要： 厚板连接中的孔隙率和凝固裂纹是深熔锁孔激光-电弧复合焊接（LAHW）中的常见问题。本研究采用双面工艺连接45毫米厚的高强度钢。由于锁孔壁的动态特性，在快速焊接速度与较大板间间隙的共同作用下发现了更多孔隙。由于焊缝几何深宽比高，在焊缝底部中心线形成了凝固裂纹。数值模拟显示深熔焊缝根部存在极高的冷却速率和应力，这与更高的裂纹倾向相符。

    关键词： 混合焊接、机械性能、气孔、激光焊接、厚钢板、凝固裂纹

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过激光脉冲整形实现铜铝异种金属薄板激光焊接

    摘要： 薄铜片与铝片的异种金属连接在电池连接中至关重要。这种异种材料组合连接时的主要问题是会形成脆性金属间相，从而降低接头的电学和力学性能。采用激光焊接铜铝薄板时，需要达到10^7 W/cm2量级的极高能量密度。铜铝元素的均匀混合对提升接头延展性至关重要。本文研究了激光脉冲复合振荡与整形技术对铜铝搭接焊的影响。通过调节激光脉冲参数（即功率占比与脉宽的关系）可实现混合程度的精准控制。研究采用截面分析与微观组织观察方法，系统考察了具有上升沿和下降沿轮廓的不同脉冲形状效果。

    关键词： 脉冲调制，异种金属连接，铜-铝接头，激光焊接，金属间化合物（IMC）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 影响飞秒激光脉冲焊接透明材料的参数

    摘要： 在工业激光应用（如透明材料焊接）中，迫切需要精确的加工工艺?；诜窍咝晕仗匦缘姆擅爰す饴龀蹇捎糜谕该鞑牧虾附?。该技术不仅适用于玻璃、聚合物等不同透明材料的焊接，通过选择合适的激光波长，还可实现金属等不透明材料的焊接。研究分析了影响该技术的关键参数，包括Keldysh参数、脉冲能量、脉冲重复频率、脉冲持续时间及非线性吸收率。为阐明焊接机理，文中描述了实验装置示例及其配置要求，并探讨了焊接工艺面临的挑战及其缺陷问题。

    关键词： 激光焊接，飞秒激光，非线性吸收，透明材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 厚316LN激光焊接接头在低温下的断裂机制分析

    摘要： 采用YLS-20000光纤激光器对厚度为20 mm的改性316LN钢进行激光焊接。对焊缝接头进行了显微组织表征及拉伸、断裂韧性测试，系统研究了断裂试样的显微组织演变以阐明断裂机制。焊缝由单一奥氏体相组成，具有胞状和柱状晶粒特征，且晶粒尺寸随弱取向性增大而变粗。激光焊接接头在室温（RT）和4.2 K下的Rm值几乎与母材相当，断口呈现大量韧窝和微孔洞的韧性断裂特征。焊缝在4.2 K下的断裂韧性降至母材的约84%。断裂韧性的提升主要归因于孪晶的存在和细晶粒尺寸，而降低则源于奥氏体向马氏体的部分应力诱导相变。这些因素的协同作用最终使焊缝断裂韧性获得良好改善。

    关键词： 断裂机制、力学性能、厚板、激光焊接、低温、微观组织演变

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 铝与铜激光焊接过程动力学的数值分析

    摘要： 由于飞溅和驼峰等工艺不稳定性会导致严重焊接缺陷，铝和铜的焊接工艺窗口非常有限。本文将通过激光束焊接过程的多物理场数值模拟，分析这些不稳定性的流体动力学成因。在简要介绍工艺模型后，将基于实验结果验证模拟数据。随后重点分析铝和铜焊接过程中不同的动态特性，揭示驼峰和飞溅不稳定性的成因。最后展望当前研究进展，例如关于凝固过程中晶粒生长的相关研究。

    关键词： 飞溅、激光焊接、焊接缺陷、多物理场模拟、驼峰现象

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 热塑性塑料与金属的热连接：基于激光辐射和钨极惰性气体电弧工艺的钢表面处理

    摘要： 基于激光的连接是实现金属-塑料混合结构的一种潜在关键制造工艺。因此，表面预处理对实现机械形状配合至关重要。一种新型表面预处理方法采用阳极极性的钨极惰性气体（TIG）电弧工艺。通过对比连续波和脉冲波模式下光纤激光制造的构件，对该TIG结构进行了表征。不同预处理方式的比较基于点焊接头的纯极限抗拉强度测试。最终成功将该工艺转移应用于搭接接头，并采用纤维增强塑料通过拉伸剪切测试进行了表征。

    关键词： 激光连接、表面预处理、激光焊接、TIG焊接、结构钢、金属-塑料混合接头、异种材料、轻量化设计

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光焊接中光束振荡的实时飞溅检测

    摘要： 飞溅形成是激光焊接中长期存在的问题。本研究针对该课题提出了一种在图形处理器上执行的机器视觉算法，用于实时检测飞溅。通过这种方法，实现了一个以1 kHz频率检测飞溅且分辨率为900×900像素的控制系统?；谝幌盗惺笛楸砻鳎ひ詹问谋浠苑山π纬捎邢灾跋?。同时还能量化特定工艺参数组合下飞溅形成的波动情况。

    关键词： 机器视觉、光束振荡、激光焊接、飞溅形成、图形处理单元

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 纤维激光焊接Hastelloy C-276薄板的元素微观偏析特性

    摘要： 研究了镱光纤激光焊接哈氏合金C-276薄板焊缝区内的元素微观偏析特征。通过EDS数据确定的元素偏析比和平衡分配系数分析表明，与先前报道的激光焊接哈氏合金C-276文献相比，元素微观偏析程度降低。镱光纤激光的高熔化效率、线热输入量的减少以及糊状区的高冷却速率导致了微观偏析的降低。镱光纤激光焊接哈氏合金C-276的熔化效率为64%，高于传统焊接方法（48%）。高熔化效率导致焊接所需的线热输入减少。因此，在本研究中，与先前报道的文献相比，线热输入显著降低。焊缝中心线从液相线温度到固相线温度的冷却速率达到103°C/s量级。在焊缝中心线形成了构成较低微观偏析的胞状树枝晶亚结构。

    关键词： 激光焊接，哈氏合金C-276，光纤激光器，微观偏析

    更新于2025-09-12 10:27:22