收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于“三明治”新方法的激光深熔焊接小孔效应的模拟研究

张屹  
【摘要】:激光焊接已经成为了现代工业中一种标准加工工艺,并且由于其高精度、低变形、高效率、可焊接难焊接材料以及良好的加工柔性使得CO2激光焊接的应用越来越广泛。在激光焊接中,当一束高能量密度激光束(一般能量密度在10~6 W/cm2以上)照射到工件表面上,材料将局部加热和汽化,并在蒸汽压力和束流压力的作用下形成一个细长类似圆柱形的小孔,同时还在小孔内部和上面伴随产生了大量高电量的光致等离子体,分别称作小孔内的孔内等离子体和小孔外的等离子体云。激光焊接中,光致等离子体的产生,尤其是小孔外闪烁的明亮蓝色等离子体云,影响着激光焊接过程的进行。严重时,等离子体云甚至会对激光束产生反射和离焦,阻隔激光束的传播,从而导致熔深不足、过烧、焊缝形状波动且不规则,或者损伤聚焦光学镜片; 而小孔孔内的孔内等离子体却对激光与材料的能量耦合起着非重重要的作用。 激光深熔焊接的本质特征是存在着小孔效应。小孔包含于金属之中,不易观测,因此对小孔形状的观测和对孔内等离子体测量的研究甚少。本文创造性地提出了一种激光焊接“三明治”试件的全新的研究方法,即激光深熔焊接被两片GG17玻璃夹持的铝膜,以实现直接观测深熔焊接时的小孔和孔内等离子体,以及模拟主平面内的反射吸收过程。为了满足试验的特殊要求,精心地设计了一套试验装置,主要包括:1)额定功率为1000W的PHC-1000型准封离型连续CO_2激光器能稳定输出基模高斯光束; 2)适用于测量孔内等离子体电子温度和电子密度的CCD棱镜光谱分析仪及相关的光谱采集和数据后处理软件; 3)遮挡孔外等离子体云的专用焊接夹具。 论文首先采用高速摄影法清晰、完整地观测了激光深熔焊接“三明治”试件时的小孔形状; 采用光谱分析法测定了孔内等离子体的电子温度和电子密度。试验结果显示:1)GG17玻璃在近紫外区为连续谱线,且对近紫外区光没有选择性吸收,不会给试验测量小孔孔内铝等离子体的光发射特征谱线带来额外的干扰。2)专用焊接夹具的使用成功地避免了在测量孔内等离子体时孔外等离子体云的干扰。3)在各焊接工艺参数的所有试验水平范围内,离焦量对熔深影响最大,焊接速度对熔深的影响最小,保护气体流量对熔宽的影响最大,焊接速度对熔宽的影响最小。4)小孔孔内铝等离子体的温度在14000K~18000K之间变化,电子密度从1.2×10~(17) cm~(-3)到2.5×10~(17) cm~(-3)之间变化,论证了焊接工艺参数对小孔孔内铝等离子体的温度影响很大,且孔内等离子体与孔外等离子体云的微观参


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 金湘中,张屹,李力钧;激光深熔焊接小孔效应的理论和试验研究[J];应用激光;2002年02期
2 袁云程,韩宝华,高大彬;C_4分子的结构[J];化工高等教育;1985年01期
3 张礼刚;李松仁;;矿物解离模型的理论与实践[J];金属矿山;1986年10期
4 L.佩特森 ,H.P.施兰厄 ,赵景馥;煤矿瓦斯突出的理论模型[J];矿业安全与环保;1987年02期
5 周理,张自生,余国琮;关于改进旋风分离器性能的研究[J];天津大学学报;1987年04期
6 张倩文,钱道荪;用复阻抗法研究光照下n-InP/溶液界面的扩散过程[J];物理化学学报;1989年04期
7 潘秉智,朱瑞东,苏红军,王昱,张通达;自增强技术研究(Ⅰ)——考虑Bauschinger效应影响卸载幂函数硬化材料的自增强理论(Ⅰ)及其实验研究[J];大庆石油学院学报;1990年01期
8 J.S.Wey ,黄力凡;控制卤化银晶体大小分布的沉淀新技术[J];影像材料;1992年02期
9 江河海;选矿金属平衡有关问题的探讨[J];湖南有色金属;1993年03期
10 杨晓梅;;表面增强激光Raman散射效应与应用[J];宁夏大学学报(自然科学版);1995年04期
11 岳世权,李振华,张光耀;煤岩蠕变特性试验研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);2005年04期
12 王亮亮;刘方;;高导热聚丙烯复合材料导热性能的研究[J];广东塑料;2005年08期
13 詹茂盛;伊海峰;;单束玻纤增强环氧树脂复合材料吸水规律的理论与实验[J];塑料;2006年04期
14 刘曰武;王延峰;吴学松;何凤珍;袁愈久;;架起试井理论和应用间的桥梁[J];油气井测试;2006年05期
15 龙芝辉;汪志明;范军;;欠平衡钻井多相流动理论与计算分析[J];石油勘探与开发;2006年06期
16 徐敬玉;王勤;陈光明;Maiga;;多孔颗粒吸附速度机理的研究[J];太阳能学报;2006年10期
17 王彦富;蒋军成;龚延风;钟星灿;茅靳丰;;全尺寸隧道火灾实验研究与烟气逆流距离的理论预测[J];中国安全科学学报;2007年08期
18 叶枫;宋涛;;PDC钻头切削齿的受力模型的建立[J];科技信息(科学教研);2007年34期
19 邓宗才;李建辉;;混杂FRP复合材料混杂效应的研究与进展[J];玻璃钢/复合材料;2008年01期
20 严盛新;;可控源大地电磁测深法(CSAMT)在沙漠腹地找水中的技术应用[J];新疆有色金属;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶洪波;郝际平;;后张拉整体成形桶拱的平板理论模型和成形过程的研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
2 陈龙溪;钟方川;张海花;韩敬;;Rotamak中离子运动对旋转磁场电流驱动的影响[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
3 张保平;;解释偷渡现象的一种理论模型——三维一体动力模型[A];中国犯罪学研究会第十二届学术研讨会论文集[C];2003年
4 尹静;杨兴森;路春美;邵延玲;;喷雾法烟气脱硫技术的特性研究[A];山东电机工程学会第九届优秀学术论文集[C];2002年
5 闵君;邓晓;;目标与背景的红外特征研究综述[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(A 光电系统总体技术专题)[C];2006年
6 霍子文;郭义军;;新时期里中国竞技体育可持续发展的建设性道路——运动训练文化[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
7 陈永寿;S.Frcuondorf;;CSM同HFBCM的联系[A];第五次核物理会议资料汇编(中册)[C];1982年
8 姚武;封志辉;;聚丙烯纤维砂浆圆环干缩开裂判据的理论分析模型[A];首届全国商品砂浆学术会议论文集[C];2005年
9 吴燕;周晓林;;感受着你的感受:共情的神经机制[A];第十一届全国心理学学术会议论文摘要集[C];2007年
10 他得安;王威琪;汪源源;余建国;;松质骨的一种超声散射理论模型[A];2005年上海市生物医学工程学会学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张屹;基于“三明治”新方法的激光深熔焊接小孔效应的模拟研究[D];湖南大学;2005年
2 金湘中;激光深溶焊接小孔效应的理论和试验研究[D];湖南大学;2002年
3 肖建波;多酚类化合物与血清白蛋白相互作用的结构—结合力关系、理论模型和应用研究[D];中南大学;2009年
4 李登峰;复杂模糊系统多层次多目标多人决策理论模型方法与应用研究[D];大连理工大学;1995年
5 张霜;控制权转移行为中的私人收益研究[D];西南交通大学;2007年
6 严浩坤;中国跨区域资本流动:理论分析与实证研究[D];浙江大学;2008年
7 汪任凭;激光深熔焊接过程传输现象的数值模拟[D];北京工业大学;2011年
8 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
9 庞盛永;激光深熔焊接瞬态小孔和运动熔池行为及相关机理研究[D];华中科技大学;2011年
10 林学军;基于三重螺旋创新理论模型的创新体系研究[D];暨南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张屹;激光深熔焊接小孔效应的理论和试验研究[D];湖南大学;2002年
2 魏延霞;玻璃纤维增强圆筒形单板层积材的性能研究[D];东北林业大学;2005年
3 吴红超;基于β辐射伏特效应的同位素微电池理论模型研究[D];大连理工大学;2006年
4 陈章兰;基于视觉图像质心的焊缝中心识别技术研究[D];广东工业大学;2006年
5 钟红慧;安利公司人力资源管理系统实施中的变革管理分析[D];暨南大学;2007年
6 李争彩;2-2型压电复合材料换能器径向振动特性研究及有限元仿真[D];陕西师范大学;2008年
7 毛李胜;Blazar天体的多波段性质研究[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2005年
8 汤如俊;交换耦合磁致伸缩多层膜微磁学研究[D];电子科技大学;2006年
9 郑晓艳;技术性贸易壁垒对贵州出口贸易的影响与对策研究[D];贵州大学;2008年
10 刘蕾;非均匀林冠降雨截留模型[D];北京林业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭向文;浅议地方煤矿安全管理理论模型[N];经理日报;2009年
2 梁忻 刘凌林;国电公司社会责任实践彰显和谐理念[N];中国企业报;2007年
3 记者 瞿剑;国网公司《2006社会责任报告》垂范国企[N];科技日报;2007年
4 全国人大常委会预算工作委员会法案室主任、反洗钱法起草工作小组组长、北京大学特聘教授 俞光远;建构反洗钱立法理论模型与科学体系[N];湖北日报;2005年
5 梁怡;财政分权理论模型的演进[N];上海证券报;2007年
6 余丰;金融改革需破除“国际惯例”教条[N];中国高新技术产业导报;2006年
7 北京大学经济学院 唐翔;富人社区效应[N];中国经济导报;2007年
8 陈甬军;反思能更好的推进改革[N];财经时报;2006年
9 记者 塔西雅娜;指标体系为骨骼 理论模型为灵魂[N];中国社会科学院院报;2006年
10 吴悦;创造革命化的体验[N];中国经营报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978