CO-,2-激光焊接光致等離子體信號的實驗研究.pdf

1、激光焊接過程中產(chǎn)生的等離子體與激光焊接質(zhì)量有著密切的聯(lián)系，如何有效控制等離子體，保證焊接質(zhì)量，是激光深熔焊接的主要研究方向之一。本文采用大功率CO2激光焊接，通過正交實驗、光譜分析、藍(lán)紫光、紅外光及等離子體聲音混沌時間序列分析，對激光焊接等離子體進(jìn)行了深入的研究。根據(jù)激光焊接過程等離子體信號的特點，基于Labview平臺設(shè)計了監(jiān)測系統(tǒng)。選擇正交實驗，研究影響激光焊接等離子體的三個主要因素。結(jié)果表明：CO2激光焊接A3 鋼的情況下，焊接工

2、藝對等離子體影響的順序分別是：焊接功率>焊接速度>側(cè)吹氣流量。采用CO2激光焊接系統(tǒng)，對Ti合金（BT20）、304不銹鋼和A3鋼進(jìn)行焊接和光譜采集，并分析了等離子體光譜分布的特征。結(jié)果表明，焊接材料是影響激光深熔焊接過程中光譜分布的主要因素，A3鋼在CO2激光深熔焊接過程中光致等離子體的光譜強(qiáng)度主要集中在300nm-450nm的紫外段。根據(jù)正交實驗和光譜分析實驗的結(jié)果，設(shè)計了光信號分析的焊接工藝，測得不同參數(shù)下等離子體藍(lán)紫光和紅外光信

3、號。分析研究表明，藍(lán)紫光和紅外光信號隨著焊接功率增大而線性增大，隨著焊接速度的增大而減小，側(cè)吹氣流量對兩信號的影響均存在閥值。對藍(lán)紫光和紅外光信號進(jìn)行了回歸分析，得到了較好的回歸參數(shù)方程，檢驗結(jié)果表明，回歸模型檢驗結(jié)果相對誤差在5%左右，誤差范圍小。通過計算最大Lyapunov指數(shù)，對不同焊接工藝下的聲音信號進(jìn)行混沌分析。結(jié)果表明，等離子體聲音信號最大Lyapunov指數(shù)處于[0，1]之間，數(shù)據(jù)有較強(qiáng)的擬周期性，可以進(jìn)行有限步的預(yù)測；最