激光深熔焊接光致等离子体温度分布的测量
【摘要】：
小孔效应是激光深熔焊接的本质特征,对于小孔机理的研究是激光焊接领域的研究热点和难点。由于小孔内、外密布着光致等离子体,对于光致等离子体的探测有助于小孔机理的进一步研究,同时也对实际的焊接应用有着指导意义。温度是等离子体最重要的参数之一,其它物性参数都可以写为等离子体温度和电子密度的函数。本文设计了多通道光谱测量系统,通过测量小孔内、外等离子体温度分布来研究光致等离子体的内部状况。
创新设计了以多通道光纤组件为探测元件的测量系统,通过该探测系统测量等离子体光强的线积分曲线,利用Abel逆变换计算得到孔内、外等离子体温度的二维分布。通过正交试验研究了焊接参数对于孔外等离子体温度分布的影响,设计“三明治”焊接试验首次以试验方式获得了孔内等离子体温度的二维分布。
试验结果表明:孔外等离子体温度在10000K以下,随着高度的增加,平均温度减小;孔外等离子体温度分布不均匀且不稳定,随着高度的增加,温度变化量减小且更稳定;孔内等离子体对于孔外等离子体的影响较大;孔外等离子体温度分布呈现出中间区域的下陷,焊接前沿温度多高于后沿的主要特征;不同的焊接参数对于孔外等离子体温度分布有着不同程度的影响。孔内等离子体最高温度在15000K以上,中间区域光强弱,温度高于四周。孔内包括了固态、液态、气态和等离子体四态,并在焊接小孔的前后沿有着不同的变化趋势。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG456.7
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