不銹鋼脈沖激光焊接等離子體特征信息研究.pdf

1、在脈沖激光焊接過程中，激光焊接等離子體是一個不可避免的重要物理現(xiàn)象。激光焊接等離子體因其對入射激光的吸收、折射和散射等效應，極大地影響激光能量對材料的作用，從而影響激光焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性。激光焊接等離子體的動態(tài)行為包含著與焊接過程和焊接質(zhì)量相關的許多瞬態(tài)信息。因此，研究激光焊接過程中等離子體的動態(tài)行為特征變化，對提高激光焊接過程的穩(wěn)定性和質(zhì)量可靠性具有重要意義。
　　論文構(gòu)建脈沖激光焊接等離子體多信息源融合傳感分析系統(tǒng)，實時采集激

2、光焊接過程中等離子體聲波信號、聲發(fā)射信號、電荷信號和圖像信號，分別研究了不銹鋼激光焊接等離子體的傳熱作用特征、保護氣體介質(zhì)對激光焊接等離子體的影響，以及激光焊接等離子體的能量耦合特征?；趩蚊}沖激光能量作用下的等離子體電荷信號，研究結(jié)果表明，等離子體的演變過程可分為激發(fā)、維持和衰減三個階段。基于激光焊接等離子體電流模型，計算了激光焊接等離子體電子溫度，研究了激光焊接等離子體熱效應。研究結(jié)果表明，激光焊接等離子體電子溫度與等離子體電荷電壓

3、呈正相關性，等離子體電子溫度維持在2000K～5500K之間，且激光焊接參數(shù)對等離子體電子溫度都有較大影響。同時，研究分析了激光焊接等離子體的傳熱特征。結(jié)果表明，噴嘴與工件之間的激光焊接等離子體電子數(shù)密度增大，等離子體對激光的屏蔽作用加強，焊縫熔深減小，反之，焊縫熔深增大。
　　基于激光焊接等離子體電荷電壓信號和電子溫度，研究了保護氣體對激光焊接等離子體動態(tài)行為和熱效應的影響。研究結(jié)果表明，采用He保護氣體相對于Ar氣能夠?qū)す夂?/p>

4、接等離子體產(chǎn)生更強的抑制作用和冷卻降溫效果；而采用旁軸送氣相對于同軸送氣同樣能夠產(chǎn)生對等離子體的抑制作用并降低等離子體溫度。隨著保護氣體流量的逐步增大，保護氣體對激光焊接等離子體抑制效果和冷卻降溫作用更加顯著。
　　基于激光焊接等離子體聲波、聲發(fā)射信號和電子溫度所反映的能量耦合特征研究結(jié)果表明，激光焊接等離子體可聽聲波、聲發(fā)射和電荷電壓信號能夠較好的反映工件、噴嘴之間的等離子體，以及熔池內(nèi)部等離子體的動態(tài)行為和能量傳輸特征。激光等