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(shù)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(diǎn)，一直是激光加工方面的研究熱點(diǎn)。在激光焊接中，焊接質(zhì)量很多時(shí)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)方法用于優(yōu)化焊接質(zhì)量以達(dá)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(jì)算也是近幾年的研究熱點(diǎn)，因此對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行研究也是有一定價(jià)值的。
　　 本文采用低功

2、率脈沖Nd：YAG激光器對(duì)SUS304不銹鋼進(jìn)行了單因素激光板上堆焊，采用先進(jìn)的DOE方法田口方法用于設(shè)計(jì)和分析SUS304不銹鋼激光拼焊實(shí)驗(yàn)，對(duì)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(duì)0.95mm厚SUS304不銹鋼進(jìn)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(duì)焊縫寬度及熔化面積的影響，以達(dá)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(guò)程的轉(zhuǎn)變的目的。結(jié)果表明，通過(guò)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(guò)程中，當(dāng)Tp=4ms，f=4Hz，v=100mm/min時(shí)，需要U≧430V，就會(huì)實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)到深熔焊接的轉(zhuǎn)變；在U=450V，f=4Hz，v=100mm/min時(shí)，Tp≧4ms時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)到深熔焊接的轉(zhuǎn)變，這為選擇合理參數(shù)達(dá)到激

4、光深熔焊接，提高焊接效率有指導(dǎo)意義。
　　 其次，在單因素激光焊接的基礎(chǔ)上，采用田口方法用于設(shè)計(jì)和分析0.95mm厚SUS304不銹鋼和1.45mm厚SUS304不銹鋼激光拼焊，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Minitab和Design expert分別對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(duì)焊縫寬度、熔化面積、熔化率及抗拉強(qiáng)度的影響，并建立了數(shù)學(xué)模型以達(dá)到優(yōu)化和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的作用。結(jié)果表明，通過(guò)方差分

5、析，建立的數(shù)學(xué)模型是可行的，通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，預(yù)測(cè)的優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的值的相差也是在可接受范圍之內(nèi)的，這為焊接過(guò)程中參數(shù)的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。其中，本文針對(duì)的是重疊脈沖激光的焊接，對(duì)這種焊接方式的熔化率原理進(jìn)行了闡述，并將田口方法應(yīng)用于提高焊接過(guò)程中熔化率的過(guò)程中，得到了較為滿意的結(jié)果，為有效的計(jì)算激光的加工效率提供了指導(dǎo)性作用。
　　 另外，本文針對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)的多結(jié)果優(yōu)化，在規(guī)定的各種標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行了實(shí)