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《湖南大学》 2003年
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激光焊接用1500WCO_2激光器的研制及其应用研究

龙辉  
【摘要】: 随着激光材料加工技术在我国的迅速推广,我国每年至少需要新增数百套激光加工系统。激光焊接对激光器的输出光束模式以及功率稳定性有很高的要求。国内生产的绝大部分产品无法满足用户的要求。1500W CO_2激光器的市场需求量是最大的。本文研制了一种激光焊接用折叠式准封离型连续CO_2激光器,该激光器采用工频直流激励。在设计过程中,通过对谐振腔内气体类透镜效应和模体积与激发体积相匹配问题的研究,设计了一种具有较大激发能量和良好横模选择能力的十六折谐振腔。多折谐振腔的总长为四十米。通过特殊的结构设计,使其具有机械和热稳定性。对输出窗口的热透镜效应进行了理论分析,并对其进行了部分补偿。激光器的研制工作取得了初步成果。目前,该激光器的主要技术参数如下所述:最大输出功率为1100W;输出光束模式为TEM_(00)+TEM_(01);光束发散角(半角)为1mrad。利用该激光器分别对3Cr13不锈钢、金刚石薄壁钻和Al-Fe-V-Si耐热铝合金进行了激光焊接的试验研究。试验结果表明,3Cr13不锈钢的最大焊接深度为1.53mm。用本激光器对金刚石薄壁钻进行焊接,可以将其完全焊透,抗弯强度为1500N/mm~2。激光焊接的Al-Fe-V-Si耐热铝合金,焊接区域存在粗大的枝晶组织和焊接气孔。本文对这些缺陷的成因机理进行了分析,并提出了改进焊接质量的方法。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN248

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