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大功率盘形激光焊飞溅特征分析

高向东 龙观富 汪润林 Katayama Seiji

大功率盘形激光焊飞溅特征分析

高向东, 龙观富, 汪润林, Katayama Seiji
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  • 焊接过程的在线监控是保证激光焊接质量的关键, 为此, 首先要找到焊接过程传感特征量变化规律以及与焊缝质量间的关系. 飞溅是大功率盘型激光焊接过程中的一个重要现象, 其特征与焊接质量、焊接过程稳定性以及能量利用率等有着密切的联系. 以大功率盘形激光焊接304不锈钢为试验对象, 研究焊接过程中的飞溅特征. 在紫外波段和可见光波段应用高速摄像机摄取焊接过程中产生飞溅的瞬态特征, 通过计算机图像处理技术分析飞溅的数量、面积、行程和质心高度特征参量. 以焊件熔宽作为衡量焊接质量与焊接过程稳定性的因素, 对飞溅特征量进行线性和高次拟合, 研究飞溅特征参量的波动规律, 并与焊件熔宽的变化对比, 探索焊接过程的飞溅特征参量变化规律. 试验结果表明, 根据飞溅特征量变化规律能够对大功率盘形激光焊接304不锈钢板焊接质量做出动态评估, 为实现焊接质量的在线监控提供了试验依据.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 51175095), 广东省自然科学基金 (批准号: 10251009001000001, 9151009001000020)和 高等学校博士学科点专项科研基金 (批准号: 20104420110001)资助的课题.
    [1]

    Cheolhee Kim, Junghak Kim, Hyunsik Lim, Jeonghan Kim 2008 Journal of Materials Processing Technology 201 521

    [2]

    Gao X D, Mo L, Zhong X G, You D Y, Katayama Seiji 2011 Acta Phys. Sin. 60 088105 (in Chinese)[高向东, 莫玲, 仲训杲, 游德勇, Katayama Seiji 2011物理学报 60 088105]

    [3]

    Xia Z L,Guo P T,Xue Y Y,Huang C H, Li Z W 2010 Acta Phys. Sin. 59 3523 (in Chinese)[夏志林, 郭培涛, 薛亦渝, 黄才华, 李展望2010物理学报59 3523]

    [4]

    Lu H L,Wang S J 2009 Acta Phys. Sin. 58 354 (in Chinese)[陆赫林, 王顺金2009物理学报 58 354]

    [5]

    Huang Q J 2008 Acta Phys. Sin. 57 2314 (in Chinese)[黄庆举2008物理学报57 2314]

    [6]

    Gunther Schwab, Tyrone L. Vincent, John Steele P. H. September 3-5, 2008 17th IEEE International Conference on Control Applications Part of 2008 IEEE Multi-conference on Systems and Control San Antonio, Texas, USA

    [7]

    Xu Z Y, Natesan K, Reed C B, Smith D L 2000 Refractory Metals & Hard Materials 18 231

    [8]

    Kang S K, Na S J 2005 Welding Journal 84 188

    [9]

    Khan M M A, Romoli L, Fiaschi M, Dini G, Sarri F 2011 Optics & Laser Technology 43 158

    [10]

    Gonzalez R C, Woods R E, Eddins S L 2005 Digital image processing using MATLAB (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p252

    [11]

    Wang R H 2002 Numerical approximation (Beijing: Higher Education Press) p89[王仁宏2002数值逼近 (北京: 高等教育出版社) 第89页]

  • [1]

    Cheolhee Kim, Junghak Kim, Hyunsik Lim, Jeonghan Kim 2008 Journal of Materials Processing Technology 201 521

    [2]

    Gao X D, Mo L, Zhong X G, You D Y, Katayama Seiji 2011 Acta Phys. Sin. 60 088105 (in Chinese)[高向东, 莫玲, 仲训杲, 游德勇, Katayama Seiji 2011物理学报 60 088105]

    [3]

    Xia Z L,Guo P T,Xue Y Y,Huang C H, Li Z W 2010 Acta Phys. Sin. 59 3523 (in Chinese)[夏志林, 郭培涛, 薛亦渝, 黄才华, 李展望2010物理学报59 3523]

    [4]

    Lu H L,Wang S J 2009 Acta Phys. Sin. 58 354 (in Chinese)[陆赫林, 王顺金2009物理学报 58 354]

    [5]

    Huang Q J 2008 Acta Phys. Sin. 57 2314 (in Chinese)[黄庆举2008物理学报57 2314]

    [6]

    Gunther Schwab, Tyrone L. Vincent, John Steele P. H. September 3-5, 2008 17th IEEE International Conference on Control Applications Part of 2008 IEEE Multi-conference on Systems and Control San Antonio, Texas, USA

    [7]

    Xu Z Y, Natesan K, Reed C B, Smith D L 2000 Refractory Metals & Hard Materials 18 231

    [8]

    Kang S K, Na S J 2005 Welding Journal 84 188

    [9]

    Khan M M A, Romoli L, Fiaschi M, Dini G, Sarri F 2011 Optics & Laser Technology 43 158

    [10]

    Gonzalez R C, Woods R E, Eddins S L 2005 Digital image processing using MATLAB (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) p252

    [11]

    Wang R H 2002 Numerical approximation (Beijing: Higher Education Press) p89[王仁宏2002数值逼近 (北京: 高等教育出版社) 第89页]

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-03
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

大功率盘形激光焊飞溅特征分析

  • 1. 广东工业大学机电工程学院, 广州 510006;
  • 2. 日本大阪大学接合科学研究所, 大阪 567-0047
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 51175095), 广东省自然科学基金 (批准号: 10251009001000001, 9151009001000020)和 高等学校博士学科点专项科研基金 (批准号: 20104420110001)资助的课题.

摘要: 焊接过程的在线监控是保证激光焊接质量的关键, 为此, 首先要找到焊接过程传感特征量变化规律以及与焊缝质量间的关系. 飞溅是大功率盘型激光焊接过程中的一个重要现象, 其特征与焊接质量、焊接过程稳定性以及能量利用率等有着密切的联系. 以大功率盘形激光焊接304不锈钢为试验对象, 研究焊接过程中的飞溅特征. 在紫外波段和可见光波段应用高速摄像机摄取焊接过程中产生飞溅的瞬态特征, 通过计算机图像处理技术分析飞溅的数量、面积、行程和质心高度特征参量. 以焊件熔宽作为衡量焊接质量与焊接过程稳定性的因素, 对飞溅特征量进行线性和高次拟合, 研究飞溅特征参量的波动规律, 并与焊件熔宽的变化对比, 探索焊接过程的飞溅特征参量变化规律. 试验结果表明, 根据飞溅特征量变化规律能够对大功率盘形激光焊接304不锈钢板焊接质量做出动态评估, 为实现焊接质量的在线监控提供了试验依据.

English Abstract

参考文献 (11)

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