行业分类-化学冶金-大功率真空激光焊接透射镜片防护机构及焊接系统.zip

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太阳能集热器是将太阳的辐射能转换为热能的必要元件，激光焊接工艺是最早且在市场上获得大量应用的技术，并已实现批量生产。

基于 Labview 和 STM32 对调焦 模块的硬件电路和控制软件进行了设计，轴向调焦实验结果与仿真结果误差率 为 7.8%，径向仅为 3.3%，均在误差范围内。对实验中两种主要误差分析，得出 当透镜偏离主光轴和透镜与主光轴不严格垂直时，对激光焦点光斑位置与大小 影响较大，从而证明透镜安装精度的重要性。

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研究了焊接速度对填材填充激光焊接熔池动态行为的影响。研究结果表明:焊接速度对填材填充熔池过程中的匙孔三维形貌及熔池流动行为具有显著影响;填材填充激光焊接熔池时,提高焊接速度有利于提高匙孔的稳定性;随着焊接速度提高,匙孔深度以及孔壁底部流动速度的波动幅度减小,维持匙孔张开的驱动力增大,匙孔附近的流场由匙孔壁面向熔池方向流动的趋势增强。

随着脉冲激光焊接技术在精密制造领域的应用越来越广泛，研究脉冲激光精密焊接过程中的焊接变形规律，对于提高焊接质量具有重要意义。采用ANSYS的壳单元建立三维有限元模型，模拟厚度为0.5 mm Hastelloy C-276超薄板的脉冲激光焊接过程。通过实验测量焊接变形的分布情况，获得的实验结果与模拟结果一致，验证了有限元模型的合理性。利用建立的模型，进一步研究激光单脉冲能量输入对横向收缩变形和失稳变形分布规律的影响。结果表明，激光的脉冲作用引起瞬时变形周期性振荡；随着激光单脉冲能量输入的增加，焊接件的横向收缩变形和失稳变形变大。

借助扫描电子显微镜，对2219铝合金电流作用下激光焊接接头进行原位拉伸试验，观察接头的裂纹形成、裂纹扩展过程及断裂模式，研究其微观断裂行为，揭示微观组织与力学性能之间的关系。研究结果表明，加载时裂纹主要在焊缝区共晶相与基体界面处和枝晶间的基体萌生；裂纹扩展以沿晶扩展和穿晶扩展两种方式进行，共晶相明显阻碍裂纹扩展；焊接接头在焊缝区以正断+剪断的混合模型发生断裂。电流作用使焊缝组织细化、共晶相均匀弥散分布、溶质固溶度增加，均对裂纹的萌生和扩展起抑制作用，揭示了电流作用调控铝合金激光焊缝组织使接头强度提高的机制。

为解决脉冲激光焊接工艺参数多，参数调整依赖经验的现状，采用二次回归正交旋转组合的方式，设计激光焊接TC4薄板的试验方案。基于响应面法构建TC4薄板激光焊接工艺参数（电流、脉宽、频率）与预测响应值（接头拉伸强度）之间的数学模型，并通过该数学预测模型对各焊接工艺参数在焊接过程中的影响规律进行了研究。分析表明，焊接电流对激光焊接接头的拉伸性能具有主要影响，而脉宽和频率在对接头拉伸性能的影响方面具有明显的交互作用，且任一单因素对接头拉伸性能的影响效果均小于焊接电流。得到适用于1.5 mm厚TC4薄板的最优焊接工艺参数，并进行了相关试验验证，结果表明，所建模型与实际符合良好，具有工程实用价值。

采用3 kW光纤激光偏置铝侧焊接的方式，完成了TC4钛合金和6082铝合金的连接。测试了接头的宏微观组织及力学性能特征，通过有限元方法对接头的温度场分布及钛/铝结合界面的热循环曲线进行了模拟。研究结果表明，钛/铝激光偏置焊接可获得无裂纹、无气孔,具有良好拉伸强度的接头，钛试板在焊接过程中发生部分熔化，端面变得不平整。在凝固过程中，钛/铝结合界面会形成一个厚度较薄的钛/铝金属间化合物层，其主要相为TiAl3。拉伸试验表明，接头的最高抗拉强度为153 MPa，是铝基材强度的72.9%；接头的断裂模式为脆性解理断裂，断裂发生在金属间化合物层位置，引起断裂的脆性相为TiAl和TiAl3。