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合金激光焊接的生命周期分析
摘要： 实现了对AISI 304不锈钢、Ti6Al4V钛合金和Inconel 625镍基合金的激光焊接。简要展示了焊缝区域的拓扑结构与冶金变化，并针对每种合金的焊接工艺进行了生命周期分析。采用光学显微镜和扫描电子显微镜等分析工具对焊缝截面进行表征，通过集总参数分析法建立了焊接能耗与焊缝尺寸的数学模型。实测了焊接过程的能耗及焊缝几何特征，并将结果与集总参数分析数据进行对比。研究发现：各材料焊接能耗的实测值与预测值高度吻合；焊缝宽度的预测值与实测值虽存在差异，但均在可接受范围内。由于高压辅助气体的作用及焊缝表面局部蒸发，部分材料从焊缝顶部被烧蚀；熔融金属在重力和表面张力作用下向焊缝底部延伸。相比其他材料，Inconel 625合金的激光焊接对环境破坏最为显著，因此激光焊接的材料选择对降低环境影响至关重要。
关键词： 能耗、激光焊接、焊缝几何形状、生命周期分析
更新于2025-09-16 10:30:52
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封闭方形对接接头机器人激光束焊接的在线监测与控制
摘要： 在技术性零间隙闭口方形对接接头的机器人激光焊接中，将激光束相对于接头准确定位至关重要。若激光束偏离接头位置焊接，可能导致侧壁熔合不良——这种难以检测的严重缺陷会使焊缝强度降低。当使用加工件且零件间间隙与错位接近零时，现有接头跟踪系统可能无法有效追踪接头。本文提出一种基于摄像头的解决方案：采用LED照明配合匹配光学滤光片。将高动态范围CMOS摄像头与LED照明集成于激光加工头内，摄像头捕捉熔池前方可见接头的区域图像，并通过基于霍夫变换与卡尔曼滤波的算法估算激光光斑与接头位置的偏移量。研究采用6千瓦光纤激光器进行焊接实验以评估系统性能，获得的理想结果可用于闭路控制接头跟踪系统的进一步开发。
关键词： 激光焊接，对接接头，相机，接头跟踪
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光制造质量监测的卷积方法
摘要： 从激光加工过程监测中提取有意义的特征，是实现制造件新型无损质量检测方法的基础，这一领域始终保持着日益增长的工业关注度。我们提出ConvLBM——一种实时监测激光制造过程的新方法。该技术通过卷积神经网络模型，从中波红外同轴原始图像中提取特征与质量指标。我们展示了ConvLBM在两种场景下的能力：激光金属沉积中的稀释率估算，以及激光焊接过程中的缺陷定位，其能有效表征工艺动态并预测质量指标。研究成果标志着大尺寸金属件3D打印与焊接过程质量控制领域的突破性进展。同时我们发布了首个带标注的激光制造图像大型数据集。
关键词： 质量控制、激光熔覆、激光焊接、卷积神经网络、神经网络
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过同轴高温计监测激光焊接过程
摘要： 对焊缝参数（如焊道宽度、熔深及缺陷）的传感与控制，对于将激光焊接技术应用于工业领域以满足日益提高的产品质量要求至关重要。本研究采用同轴红外测温仪设计了一套激光焊接监测系统。通过在三种不同光束直径下对平板堆焊进行激光功率阶梯调制，获得了不同几何形态的焊缝?；谕岷焱夥浼扑愕奈露刃藕?，与通过横截面光学显微镜测量的焊缝宽度及熔深成功建立了关联。此外，该温度信号还能直接反映传导模式与小孔模式之间的焊接转变过程。该监测系统还可实时追踪激光焊接过程中的几何缺陷。同轴红外辐射技术有望成为焊缝参数在线检测与控制的有效工具，从而提升焊接质量。
关键词： 激光焊接、高温计、焊缝几何形状、同轴监测
更新于2025-09-16 10:30:52
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镁含量对铝镁合金深熔激光焊接中小孔行为的影响
摘要： 本文研究了Mg含量对5754、5083和5A06铝镁合金激光焊接过程中小孔行为的影响。通过图像处理方法从高速图像中提取蒸汽羽流和小孔区域的特征。Mg含量的增加导致金属蒸发引起的流体动力压力增大，以及作用于小孔壁面的表面张力减小。强烈的金属蒸发和表面张力降低有助于小孔形成，这两者共同导致形成大尺寸、深熔透且小孔坍塌频率低的小孔。然而，金属蒸气的影响可能因蒸发增强以及表面张力和粘度降低而加剧，从而导致焊缝熔池后部频繁产生鼓包并影响焊缝成形质量。
关键词： 激光焊接，铝镁合金，羽流，蒸发，小孔效应
更新于2025-09-16 10:30:52
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异种激光焊接镍钛与镍钛铜形状记忆合金丝的焊接强度
摘要： 镍钛形状记忆合金因其优异的（超弹性和形状记忆效应）特性被广泛应用于各类医疗和航空航天产品中。异种镍钛形状记忆丝材的连接技术可用于设计具有不同功能或特性的智能组件。然而，由于激光热效应会影响微观结构及焊接样品的激活温度，保持焊接区域的形状记忆效应极具挑战性。本文通过拉伸试验和显微硬度分析研究了镍钛与镍钛铜丝材焊接接头的力学性能。实验结果实际上为异种镍钛形状记忆丝材的连接确定了最佳工艺参数。
关键词： 激光焊接、焊接强度、异种接头、形状记忆合金
更新于2025-09-12 10:27:22
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应用于可摘局部义齿钴合金的激光焊接优化工艺
摘要： 借助现代焊接设备，可实现由CoCrMo合金制成的断裂或损毁可摘局部义齿的修复优化。本研究旨在为部分长效修复体提供加工与焊接的最佳参数方案。研究考察了两种牙科用钴基合金（CoCrMo型），采用Mini Laser XXS（意大利Orotig公司）激光焊接设备，在无填充材料条件下对试样进行对接焊。通过OLYMPUS立体显微镜和Reichert显微镜对比分析了宏观与微观结构，最终建立了不同焊接参数值与结构特征之间的关联。
关键词： 钴铬合金、激光焊接、微观结构、牙科
更新于2025-09-12 10:27:22
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异种材料激光焊接板的成形性
摘要： 液压变形是一种通过向板材施加流体压力来实现板材成型的工艺。该工艺的特点是能使坯料沿整个区域获得均匀应变分布，并具有较高的机械性能。研究人员采用激光焊接技术对不同钢种（SS304-St1008）的1mm厚异种钢板进行圆形焊接板试样变形过程分析，在10kN压边力作用下，使用下模圆角半径为2mm的模具进行加工。通过检测金属厚度及扫描电镜测试，研究了激光焊接板的成形性能。结果表明：采用激光焊接能获得更好的机械特性（如成形性、抗拉强度和屈服强度），且液压作用可使板材变形更均匀；合理控制模具与板材间的摩擦系数有助于避免坯料减薄。异种金属焊接实验发现，焊缝连接强度低于基材强度，断裂发生在基材部位。扫描电镜分析显示，SS304与St1008的连接是通过激光加热实现的，其界面结合深度为3-5微米范围。能谱分析表明焊缝界面区含有Cr、Ni、C和Fe元素，左侧为SS304经过渡区延伸至St1008，其中Fe元素比例递增而其他元素递减。
关键词： 激光焊接、深拉工艺、液压成形工艺、对接接头、SS304金属、水压冲孔、St1008金属、成形性
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光窄间隙多层焊的近垂直焊接方法
摘要： 介绍了一种新型的近乎垂直的激光窄间隙多层焊接工艺方法，该工艺通常采用水平方式进行。本研究将该工艺应用于X100管线钢焊接，并通过高速摄像技术进行研究。采用三维扫描、纵向与垂直横截面分析以及计算机断层扫描技术，将所得焊缝与水平焊接焊缝进行对比。研究发现近乎垂直的焊接方法具有良好稳定性，能形成外观均匀的焊缝。焊缝顶面呈现特定的周期性形貌特征，内部熔道边界存在变化。观察到的气孔与水平焊接工艺产生的气孔相似，仅方向不同。结合水平与近乎垂直两种工艺可能具有优势：近乎垂直工艺可缩短层间时间，而水平工艺能获得比垂直工艺更优的表面光洁度。本文还讨论了近乎垂直工艺的潜在优势及改进方向。
关键词： 立焊、填充焊丝、窄间隙、多层焊、激光焊接
更新于2025-09-12 10:27:22
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同步辐射X射线微衍射分析激光焊接Al-Cu接头中的成分与相组成
摘要： 本文通过同步辐射透衬底微衍射结合扫描电镜/能谱分析及蚀刻/未蚀刻光学显微图像，对激光焊接铝铜接头的金属间相进行了表征。透射微衍射提供了研究金属间相所需的空间分辨率和光束通量，结合蚀刻显微图像的优异对比度，实现了相鉴定。研究发现主要形成了Al2Cu（θ）、Al4Cu9（γ1）和AlCu（η2）相，而少量形成的Al3Cu4（ζ1）和δ相是焊缝内部裂纹及接头失效的主要原因。
关键词： 铜，识别，透射微衍射，铝，金属间化合物，激光焊接，蚀刻
更新于2025-09-12 10:27:22