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《华中科技大学》 2009年
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CO_2激光焊接光致等离子体信号的实验研究

董佳奇  
【摘要】:激光焊接过程中产生的等离子体与激光焊接质量有着密切的联系,如何有效控制等离子体,保证焊接质量,是激光深熔焊接的主要研究方向之一。本文采用大功率CO_2激光焊接,通过正交实验、光谱分析、蓝紫光、红外光及等离子体声音混沌时间序列分析,对激光焊接等离子体进行了深入的研究。 根据激光焊接过程等离子体信号的特点,基于Labview平台设计了监测系统。选择正交实验,研究影响激光焊接等离子体的三个主要因素。结果表明:CO_2激光焊接A3钢的情况下,焊接工艺对等离子体影响的顺序分别是:焊接功率焊接速度侧吹气流量。采用CO_2激光焊接系统,对Ti合金(BT20)、304不锈钢和A3钢进行焊接和光谱采集,并分析了等离子体光谱分布的特征。结果表明,焊接材料是影响激光深熔焊接过程中光谱分布的主要因素,A3钢在CO_2激光深熔焊接过程中光致等离子体的光谱强度主要集中在300nm-450nm的紫外段。 根据正交实验和光谱分析实验的结果,设计了光信号分析的焊接工艺,测得不同参数下等离子体蓝紫光和红外光信号。分析研究表明,蓝紫光和红外光信号随着焊接功率增大而线性增大,随着焊接速度的增大而减小,侧吹气流量对两信号的影响均存在阀值。 对蓝紫光和红外光信号进行了回归分析,得到了较好的回归参数方程,检验结果表明,回归模型检验结果相对误差在5%左右,误差范围小。通过计算最大Lyapunov指数,对不同焊接工艺下的声音信号进行混沌分析。结果表明,等离子体声音信号最大Lyapunov指数处于[0,1]之间,数据有较强的拟周期性,可以进行有限步的预测;最大Lyapunov指数越大,激光焊接等离子体声音信号的曲线复杂度越大,焊接质量较差,与此相反,最大Lyapunov指数越小,激光焊接等离子体声音信号的曲线复杂度越小,焊接质量较好。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG456.7

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【引证文献】
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1 吴小俊;王怀建;黄晓英;;虚拟仪器技术在焊接过程实时检测与分析中的应用现状[J];电焊机;2012年06期
2 张炳发;洪蕾;;激光熔覆层形貌尺寸预测研究[J];中国重型装备;2012年01期
【参考文献】
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1 王勇,陈武柱;激光焊接入焦量控制的声─电传感器[J];传感器技术;1996年03期
2 李俊岳,杨运强,李桓,张晓囡,杨立军;焊接电弧光谱信息测控技术及其应用[J];中国工程科学;2001年07期
3 孙秀云,周学铁,李燕,王连军,王俊德;发射光谱Boltzmann法测量毛细管放电产生的电热高密度等离子体温度之误差分析[J];光谱学与光谱分析;2003年03期
4 张晓萍;陈金忠;郭庆林;怀素芳;魏艳红;;激光等离子体光谱分析技术的发展现状[J];光谱学与光谱分析;2008年03期
5 杨运强,李俊岳,李桓,柳刚;发展中的焊接电弧光谱测控技术[J];焊接;2001年06期
6 张朴;彭齐治;孔力;;基于虚拟仪器技术的激光焊接质量实时监测系统设计[J];焊接学报;2005年11期
7 王勇,陈武柱,张红军,黄国庆;大功率激光焊接的声、光、电检测技术研究[J];航空工艺技术;1996年02期
8 张朴;万磊;孔力;段爱琴;;基于支持向量机的激光焊接过程质量监测[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年07期
9 唐霞辉,朱海红,段军,李家;辅助气体对CO_2激光焊接等离子体的作用[J];华中理工大学学报(社会科学版);1995年01期
10 姜平,陈武柱,国静,田志凌;激光焊接等离子体声信号的付里叶分析[J];激光杂志;2001年05期
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1 王春明;胡伦骥;胡席远;;用等离子体光信号监测非穿透激光深熔焊熔深变化[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年
2 姜平;陈武柱;王均波;;激光深熔焊时焦点位置对等离子体形态影响的实验研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
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1 王海涛;RBF神经网络与证据理论相结合的特征级信息融合方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 李杨;激光焊接过程多信号实时监测系统的研究[D];华中科技大学;2005年
【共引文献】
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1 张鸿俭,冯钟潮,张鹤;TiN类薄膜的激光化学气相沉积[J];兵器材料科学与工程;1999年01期
2 刘丰刚;成军;潘海莎;郑刚亮;;GH3039脉冲激光焊接头组织性能研究[J];兵器材料科学与工程;2010年03期
3 马志华;陈东高;谭兵;王法科;任宝辉;李娜;;5052铝合金CO_2激光-MIG复合焊接工艺对焊缝成形的影响[J];兵器材料科学与工程;2012年02期
4 秦萌青,李田泽;激光在半导体材料加工中的应用与展望[J];半导体技术;1998年04期
5 钱晓峰;陈涛;郭商勇;;准分子激光加工PMMA生物芯片片基的实验研究[J];微纳电子技术;2006年01期
6 王智,吴峰,吴重庆;光纤PCVD法激光熔融过程分析[J];北方交通大学学报;1996年01期
7 王智,张劲松,吴重庆,简水生;光纤预制棒工艺的能量分析[J];北方交通大学学报;1998年03期
8 李田泽;物质表面塑变过程的三维观测[J];表面技术;1999年03期
9 肖红军,彭云,马成勇,田志凌;激光表面改性[J];表面技术;2005年05期
10 涂彩;袁心强;;定量分析宝石材料化学成分的激光诱导离解光谱方法研究[J];宝石和宝石学杂志;2012年02期
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1 李先芬;;A514钢激光-电弧复合焊与激光焊对接接头的比较[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 郑世卿;温鹏;单际国;;激光热丝焊焊缝熔合比和成分均匀性的实验研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 汪定江;夏成宝;;激光表面釉化处理提高军用航空涡喷发动机第一级涡轮叶片抗高温腐蚀性能的研究[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
4 梁昆;张鹏;;激光切割紫铜板的工艺研究[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
5 王连兵;;激光焊接技术在军事领域的应用研究[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集(上册)[C];2008年
6 王辉明;耿军儒;魏颖;朱红钢;;高压涡轮外支撑环斜深孔激光打孔技术研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
7 梁昆;张鹏;;激光切割紫铜板的工艺研究[A];湖北省暨武汉焊接学会成立二十五周年2005年焊接学术年会文集[C];2005年
8 傅戈雁;石世宏;姚纯;;激光熔覆技术新进展[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 石世宏;傅戈雁;;激光熔覆厚涂层的多冲碰撞疲劳磨损行为[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
10 高勇;胡红玉;;汽车焊接技术现状及发展趋势[A];豪爵摩托奖广东省汽车行业第五期学术活动论文汇编[C];2008年
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1 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
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3 李洪梅;TiNi形状记忆合金与不锈钢异种材料激光焊研究[D];吉林大学;2011年
4 王金伟;连杆/箱体主轴承座裂解槽脉冲激光加工数值模拟及试验研究[D];吉林大学;2011年
5 罗曦;高功率激光的传输变换与光束控制研究[D];华中科技大学;2011年
6 张华;喷射液束电解—激光复合加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 高莹;基于多信息融合的激光与脉冲MIG电弧作用机理研究[D];天津大学;2010年
8 许宝忠;成形脉冲YAG激光技术及应用研究[D];天津大学;2010年
9 曲凤盛;Inconel718高温合金多层夹芯结构的LBW+SPF技术[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 杨璟;铝合金激光深熔焊接过程行为与缺陷控制研究[D];北京工业大学;2011年
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1 任菲;汽车缸套激光表面硬化的研究[D];郑州大学;2010年
2 刘西洋;Nd:YAG激光+CMT复合热源不锈钢焊接工艺研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 班勇婷;玻璃板在局部冷却辅助下的激光热应力切割的仿真分析[D];浙江大学;2010年
4 单春霞;复合晶体的热特性及实验研究[D];山东师范大学;2011年
5 王超;激光等离子体辐射谱线展宽和频移研究[D];山东师范大学;2011年
6 吉沐园;薄不锈钢板激光焊接变形分析及控制[D];江南大学;2011年
7 吴春颖;LD泵浦Nd~(3+):YAG激光器及其毛化性能研究[D];沈阳师范大学;2011年
8 张韧剑;端泵Nd:YVO_4主被动双调Q激光器实验研究[D];西北大学;2011年
9 高大新;TA15钛合金激光焊接熔池红外光辐射信号特征研究[D];武汉理工大学;2011年
10 王聪;镁合金脉冲MIG焊及低功率YAG激光+脉冲MIG电弧复合焊接工艺研究[D];大连理工大学;2011年
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1 冯莹莹;骆宗安;张殿华;苏海龙;;焊接热循环过程的在线模拟与应用[J];东北大学学报(自然科学版);2012年01期
2 胡富仁;王国荣;石永华;曾松盛;肖心远;;LabVIEW平台中利用小波分析实现焊接电流信号的去噪[J];电焊机;2008年05期
3 万文;熊震宇;;基于LabVIEW的焊接过程分析系统软件设计[J];电焊机;2010年03期
4 刘鹏飞;单平;罗震;史涛;秦贺德;;基于虚拟仪器的多信息融合电阻点焊质量检测系统研究[J];电焊机;2010年04期
5 夏佩云;王春明;胡席远;;基于Labview的激光焊接多点热循环曲线测量技术研究[J];电焊机;2012年01期
6 石玗;汪海涛;薛诚;黄健康;;采用激光线光源的焊接坡口间隙视觉检测[J];兰州理工大学学报;2009年06期
7 樊丁;肖宏;何世权;石玗;许乐生;;基于LabVIEW的高频焊管红外测温系统设计[J];兰州理工大学学报;2010年05期
8 赵洪运;杨贤群;舒凤远;徐春华;;激光熔覆层形貌预测对比分析[J];焊接学报;2009年01期
9 刘立君;兰虎;于忠伟;周滨涛;;焊接电弧声信号降噪技术[J];焊接学报;2009年12期
10 王飞;华学明;马晓丽;吴毅雄;曹能;钱伟芳;;双丝GMAW焊接的电弧干扰和中断分析[J];焊接学报;2011年07期
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1 张向奎;弧焊过程的网络化监测与管理系统研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 陈晓晖;CO_2激光-TIG复合热源脉冲协调控制与焊接特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 韩利哲;丝网凸焊质量实时监测分析系统的研制[D];天津大学;2010年
4 赵楠;基于声信号处理的激光焊接过程实时检测研究[D];天津大学;2010年
5 王涛;ERW焊缝超声波检测系统研究[D];内蒙古科技大学;2007年
6 高战蛟;基于多信息融合的铝合金点焊质量检测系统研究[D];天津大学;2007年
7 邢立伟;基于LabVIEW的车身过程设备信息网络化管理系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 刘成玉;基于虚拟仪器技术的摩擦焊机参数检测及分析系统[D];重庆大学;2008年
9 尚恒;基于无线通信技术的弧焊设备与过程在线监测研究[D];上海交通大学;2009年
10 于龙华;熔化极气体保护焊熔滴过渡图像分析系统[D];哈尔滨工业大学;2008年
【二级参考文献】
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1 田盛丰;基于核函数的学习算法[J];北方交通大学学报;2003年02期
2 杜建卫;小波分析及应用概况[J];北京石油化工学院学报;2001年01期
3 张雨,温熙森;设备故障信息融合问题的思考[J];长沙交通学院学报;1999年02期
4 涂小强;信息融合的原理与方法概述[J];电讯技术;2000年03期
5 金永贤;一种新型程控信号放大器设计及其应用[J];电测与仪表;2002年11期
6 高洪涛,王敏;证据理论在旋转机械综合故障诊断中应用[J];大连理工大学学报;2001年04期
7 张成鹤 ,王平 ,郑林华;用MAX264设计通用有源滤波器[J];电子产品世界;2002年15期
8 刘立国;用MAX264构成椭圆函数滤波器的设计[J];电子技术应用;1998年02期
9 王俊杰,黄心汉;程控增益放大器和自动调整增益放大器的设计[J];电子技术应用;1998年04期
10 焦李成,保铮;子波理论与应用:进展与展望[J];电子学报;1993年07期
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1 刘庆斌,赵忠勇,关镜泉,贺林华;高功率CO_2激光焊接及其工业应用[J];激光与光电子学进展;1997年08期
2 周运义,胡昌奎,陈培锋;汽车变速箱双联齿轮的激光焊接[J];激光技术;2004年04期
3 王伟,朱六妹;激光焊接声、光信号监测仪的研究[J];仪表技术与传感器;2002年11期
4 J. W. Park, C. H. Lee,N.H.Chung,郑鲁勤,姜荣超;钴镍烧结合金与碳钢的CO_2激光焊接的可焊性[J];金刚石与磨料磨具工程;2000年05期
5 苏彦东;大功率激光焊接光致等离子体的光谱分析[J];中国机械工程;2000年12期
6 王承伟;曲仕尧;王新洪;孙俊华;;铝合金激光焊接的研究现状和发展趋势[J];金属加工(热加工);2008年08期
7 熊建钢,刘建华,陈祖涛,李志远;高功率CO_2激光焊接及其应用现状[J];中国机械工程;1996年02期
8 汪辉松,肖荣诗,左铁钏;外加横向电流作用下的铝合金CO_2激光焊接研究[J];北京工业大学学报;2003年03期
9 崔怀洋,左铁钏;镀锌钢板的CO_2激光焊焊接性(II)[J];焊接学报;2004年05期
10 段爱琴;陈俐;王亚军;胡伦骥;;CO_2激光焊接不锈钢光致等离子体动态特性分析[J];焊接学报;2005年11期
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1 卢宇峰;陆皓;;激光焊接圆锥体热源模型及参数研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 刘金合;张赋升;朱石刚;;激光焊接等离子体运动特性及几何特性的高速摄影分析[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
3 蒙大桥;;铍材激光焊接热力响应问题[A];中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C];2010年
4 杨家林;黄文荣;汤光平;;激光焊接焊缝余高变形温升分析研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
5 包刚;王成;彭云;陈武柱;田志凌;;电磁场控制激光焊接等离子体的理论与实验研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
6 吴先前;杜特专;黄晨光;虞钢;段祝平;魏延鹏;;高温高应变率下激光焊接件力学性能研究[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
7 刘金合;陆开静;白钢;;激光焊接专家系统的初步研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
8 姜平;陈武柱;国静;;激光焊接等离子体电特性数学模型[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
9 段爱琴;邹世坤;胡伦骥;陈彦宾;;利用光致等离子体声信号监测激光焊缝的熔透性[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
10 唐霞辉;朱海红;朱国富;李适民;李再光;;激光焊接专用气动喷嘴的研究[A];湖北省激光学会论文集[C];2000年
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1 本报记者  谢莉葳;“激光焊接+空腔注蜡”能否胜过“真皮座椅+电动天窗”[N];中国消费者报;2006年
2 李兵 译;激光焊接不锈钢板技术问世[N];中国冶金报;2003年
3 正亚;激光焊接技术在包装领域应用潜力大[N];中国包装报;2005年
4 记者 张华君通讯员 左瑛君 孟为民;黄河集团新项目获科技部扶持[N];河南日报;2007年
5 记者 张银炎;“船舶激光焊接技术”课题进展顺利[N];中国船舶报;2005年
6 李珊;Sagitar凭什么比雅阁、佳美贵?[N];中国工业报;2005年
7 何秦;日本开发出激光焊接不锈钢板新技术[N];中国乡镇企业报;2002年
8 郭廷杰 编译;汽车用钢加工适用性评价技术简介[N];中国冶金报;2006年
9 本报记者 李立铎;激光焊接打造出汽车的“钢筋铁骨”[N];中国汽车报;2005年
10 记者 郑晓春;激光焊接手术伤口技术问世[N];科技日报;2008年
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1 胡连海;10Ni3CrMoV钢厚板激光焊接稳定性与接头组织及性能研究[D];上海交通大学;2011年
2 敖三三;基于传声器阵列的激光焊接过程质量检测理论与方法[D];天津大学;2012年
3 杜汉斌;钛合金激光焊接及其熔池流动场数值模拟[D];华中科技大学;2004年
4 戴军;稀土镁合金NZ30K激光焊接及接头性能改善研究[D];上海交通大学;2012年
5 黄鸿雁;高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化[D];华中科技大学;2011年
6 步贤政;Inconel601镍基高温合金激光焊接的研究[D];天津大学;2011年
7 张芳;大气CO_2、CH_4和CO浓度资料再分析及源汇研究[D];中国气象科学研究院;2011年
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9 姚远;几种Fe-C系汽车材料大功率CO_2激光深熔焊接工艺研究[D];吉林大学;2006年
10 王腾;大功率碟型激光焊金属蒸汽图像动态特征分析[D];广东工业大学;2012年
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1 刘旭升;Fe-Mn-Si形状记忆合金CO_2激光焊接研究[D];大连海事大学;2011年
2 高俊;跟随电弧对CP800高强钢激光焊接焊缝性能的影响[D];上海交通大学;2010年
3 向宝珍;基于田口方法的脉冲Nd:YAG激光焊接工艺参数优化[D];江苏大学;2010年
4 马立彩;不锈钢TIG焊活性剂的研制及其对CO_2激光焊接等离子体的影响[D];西北工业大学;2005年
5 刘丰刚;GH3039激光焊接工艺及接头组织性能研究[D];西安理工大学;2010年
6 龙辉;激光焊接用1500WCO_2激光器的研制及其应用研究[D];湖南大学;2003年
7 李建强;304不锈钢激光焊接的建模与仿真[D];天津大学;2004年
8 董佳奇;CO_2激光焊接光致等离子体信号的实验研究[D];华中科技大学;2009年
9 朱娟芳;钛激光焊接的临床应用基础研究[D];郑州大学;2004年
10 王义敏;激光焊接等离子体高速摄影图象处理及其特性研究[D];西北工业大学;2002年
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