基于田口方法的脈沖Nd：YAG激光焊接工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、激光焊接技術由于其能量密度高、熱影響區(qū)小、焊接變形小、焊接速度高等眾多優(yōu)點，一直是激光加工方面的研究熱點。在激光焊接中，焊接質量很多時候都要受到焊接參數(shù)或外在條件的影響，尤其是脈沖Nd：YAG激光器焊接因素較多，因此選用合適的實驗設計及統(tǒng)計方法用于優(yōu)化焊接質量以達到焊接要求是很有意義的。此外，低功率激光焊接模式的研究及重疊脈沖激光焊接熔化率的計算也是近幾年的研究熱點，因此對這兩個方面進行研究也是有一定價值的。
　　 本文采用低功

2、率脈沖Nd：YAG激光器對SUS304不銹鋼進行了單因素激光板上堆焊，采用先進的DOE方法田口方法用于設計和分析SUS304不銹鋼激光拼焊實驗，對激光焊接中采用的田口方法、低功率激光焊接模式及重疊脈沖激光焊接熔化率做了較為系統(tǒng)的研究。
　　 首先，采用低功率Nd：YAG激光器對0.95mm厚SUS304不銹鋼進行單因素激光板上堆焊，研究激光焊接參數(shù)電壓、脈寬、頻率、速度對焊縫寬度及熔化面積的影響，以達到確定激光焊接工藝參數(shù)范圍及

3、低功率脈沖激光焊接過程的轉變的目的。結果表明，通過板上堆焊，0.95mm不銹鋼激光焊接各焊接參數(shù)的范圍為U：410V-470V，Tp：2-6ms，f：4-7，v：70-160mm/min，此外，在激光焊接過程中，當Tp=4ms，f=4Hz，v=100mm/min時，需要U≧430V，就會實現(xiàn)熱傳導到深熔焊接的轉變；在U=450V，f=4Hz，v=100mm/min時，Tp≧4ms時，就會實現(xiàn)熱傳導到深熔焊接的轉變，這為選擇合理參數(shù)達到激

4、光深熔焊接，提高焊接效率有指導意義。
　　 其次，在單因素激光焊接的基礎上，采用田口方法用于設計和分析0.95mm厚SUS304不銹鋼和1.45mm厚SUS304不銹鋼激光拼焊，在實驗的基礎上，采用Minitab和Design expert分別對實驗結果進行信噪比分析和方差分析，研究激光焊接參數(shù)電壓、脈寬、頻率、速度對焊縫寬度、熔化面積、熔化率及抗拉強度的影響，并建立了數(shù)學模型以達到優(yōu)化和預測實驗結果的作用。結果表明，通過方差分

5、析，建立的數(shù)學模型是可行的，通過優(yōu)化實驗驗證，預測的優(yōu)化的實驗結果與進行驗證的實驗結果之間的值的相差也是在可接受范圍之內的，這為焊接過程中參數(shù)的優(yōu)化奠定了基礎。其中，本文針對的是重疊脈沖激光的焊接，對這種焊接方式的熔化率原理進行了闡述，并將田口方法應用于提高焊接過程中熔化率的過程中，得到了較為滿意的結果，為有效的計算激光的加工效率提供了指導性作用。
　　 另外，本文針對多個實驗結果進行試驗的多結果優(yōu)化，在規(guī)定的各種標準下進行了實