成形脈沖YAG激光技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、本文重點(diǎn)研究了成形脈沖YAG激光生成技術(shù)及其在激光熔覆、焊接中的應(yīng)用。成形脈沖是指激光器的脈沖波形可以按照軟件預(yù)先設(shè)置形狀的技術(shù)，其通過改變脈沖持續(xù)期間激光功率密度的分布，適應(yīng)了不同材料、不同加工對激光能量變化的要求，從而能夠獲得最佳的加工效果。
　　 論文主要從理論研究、建模分析、成形方式與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等幾個(gè)方面對成形脈沖技術(shù)進(jìn)行了逐步深入的研究：通過對激光弛豫振蕩過程以及光與物質(zhì)相互作用等理論的分析，論證了通過軟件

2、預(yù)置激光脈沖形狀實(shí)現(xiàn)成形控制輸出技術(shù)方案的可行性；根據(jù)最優(yōu)控制理論，成形脈沖系統(tǒng)采用了峰值電流雙環(huán)反饋控制技術(shù)，運(yùn)用狀態(tài)空間平均法為其建立了交流小信號動態(tài)模型，根據(jù)等效功率級的傳遞函數(shù)為電壓控制器外環(huán)設(shè)計(jì)了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)；以ARM微處理器為控制核心，設(shè)計(jì)了成形脈沖激光控制系統(tǒng)，完成了成形脈沖編輯和驅(qū)動設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了成形脈沖激光輸出；用成形脈沖激光對飛機(jī)發(fā)動機(jī)受損葉片進(jìn)行了激光熔覆修復(fù)和鋰離子電池安全閥激光焊接的實(shí)驗(yàn)研究，并對熔覆層組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了

3、金相分析和顯微硬度分析，獲得了預(yù)期的效果。
　　 工作中的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：
　　 1.實(shí)現(xiàn)了脈沖YAG激光輸出波形的預(yù)先設(shè)置，針對不同材料和不同加工方式對激光能量變化的需求，可以設(shè)置多種激光波形。
　　 2.采用峰值電流雙環(huán)反饋控制技術(shù)控制激光束的功率，實(shí)現(xiàn)了成形脈沖YAG激光輸出。
　　 3.用成形脈沖YAG激光對飛機(jī)渦輪發(fā)動機(jī)受損葉片進(jìn)行了熔覆修復(fù)實(shí)驗(yàn)研究，獲得了高質(zhì)量熔覆層，實(shí)現(xiàn)了形狀修復(fù)和功能修復(fù)，這