激光焊接與切割質(zhì)量控制

序
前言
第1章 激光焊接理論基礎
1.1 引言
1.2 材料對激光的吸收
1.2.1 材料吸收激光的一般規(guī)律
1.2.2 金屬對激光的吸收
1.3 激光作用下材料的物態(tài)變化和焊接模式
1.3.1 激光作用下材料的物態(tài)變化
1.3.2 兩種激光焊接模式
1.4 光致等離子體及其對焊接質(zhì)量的影響
1.4.1 光致等離子體的產(chǎn)生
1.4.2 光致等離子體的特征
1.4.3 光致等離子體與激光的相互作用
1.4.4 光致等離子體的控制
1.4.5 光致等離子體的光、聲、電信號與質(zhì)量監(jiān)測
1.5 小孔效應
1.5.1 小孔的產(chǎn)生與發(fā)展
1.5.2 小孔內(nèi)激光能量的吸收
1.5.3 小孔內(nèi)的壓力平衡
1.5.4 小孔的不穩(wěn)定性和小孔型氣孔的產(chǎn)生
參考文獻
第2章 激光焊接工藝基礎和不穩(wěn)定性控制
2.1 引言
2.2 影響激光焊接質(zhì)量的主要因素
2.2.1 焊接設備
2.2.2 工件狀況
2.2.3 焊接參數(shù)
2.3 焊接參數(shù)對焊縫成形和過程不穩(wěn)定性的影響
2.3.1 焊接參數(shù)對焊接過程及成形的影響——兩種焊接模式和三種焊接過程
2.3.2 多參數(shù)對焊接模式的綜合影響
2.4 三種激光焊接過程的機理及模式轉(zhuǎn)變曲線數(shù)學模型
2.4.1 三種激光焊接過程的產(chǎn)生機理分析
2.4.2 雙u形激光焊接模式轉(zhuǎn)變曲線的理論模型
2.4.3 雙u形模式轉(zhuǎn)變理論曲線的實驗驗證與模型修正
2.5 激光焊接過程穩(wěn)定性的實時監(jiān)測
2.5.1 激光焊接過程監(jiān)測用傳感器
2.5.2 激光焊接過程監(jiān)測系統(tǒng)
2.5.3 焊接過程穩(wěn)定性的實時監(jiān)測
2.6 雙u形模式轉(zhuǎn)變曲線的應用和焊接工藝制定實例
2.6.1 雙u形模式轉(zhuǎn)變曲線應用中的問題
2.6.2 激光焊接工藝制定和質(zhì)量控制實例
參考文獻
第3章 小孔型氣孔的產(chǎn)生及抑制方法
3.1 引言
3.2 小孔型氣孔的特征及其產(chǎn)生機理
3.2.1 小孔的動態(tài)行為與小孔型氣孔的產(chǎn)生
3.2.2 小孔型氣孔的形狀和分布特征
3.2.3 氣泡產(chǎn)生的模型
3.3 影響小孔型氣孔的因素
3.3.1 小孔穿透狀態(tài)的影響
3.3.2 激光功率的影響
3.3.3 激光束傾角的影響
3.3.4 激光脈沖調(diào)制頻率和波形的影響
3.3.5 保護氣體種類的影響
3.3.6 激光-電弧復合焊的影響
3.4 抑制和減少小孔型氣孔的方法
3.5 較低功率薄板焊接時小孔型氣孔的產(chǎn)生與防治
3.5.1 背景
3.5.2 低功率薄板焊接時小孔型氣孔的特征
3.5.3 連續(xù)激光焊接參數(shù)對氣孔率的影響
3.5.4 激光脈沖調(diào)制頻率對氣孔率的影響規(guī)律及其機理分析
3.5.5 小孔型氣孔抑制方法的選擇
3.6 小孔型氣孔抑制方法的工程應用
3.6.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工程背景
3.6.2 技術方案實施流程和驗證試驗
3.6.3 正式產(chǎn)品批量施焊的效果
參考文獻
第4章 激光束焦點位置尋優(yōu)與控制
4.1 引言
4.2 引起激光束焦點位置波動的主要因素
4.2.1 透鏡-工件距離的變化
4.2.2 熱透鏡效應
4.2.3 飛行光路中不同光程的影響
4.2.4 小結(jié)
4.3 激光束焦點位置檢測與控制發(fā)展現(xiàn)狀
4.3.1 高度跟蹤傳感器
4.3.2 自適應光束焦點調(diào)節(jié)系統(tǒng)
4.3.3 激光焊接焦點位置的檢測與控制
4.3.4 現(xiàn)有控制方法的局限性和自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的提出
4.4 焦點位置自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制原理分析
4.4.1 焦點位置自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)所用傳感器
4.4.2 焦點位置自尋優(yōu)控制原理
4.4.3 噴嘴-工件距離閉環(huán)控制原理
4.5 焦點位置自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)
4.5.1 焦點位置自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的功能
4.5.2 焦點位置自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成
4.5.3 焦點位置自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)軟件設計
4.5.4 焦點位置自尋優(yōu)雙閉環(huán)控制的效果
4.5.5 小結(jié)
參考文獻
第5章 激光深熔焊熔透的實時檢測與控制
5.1 引言
5.2 激光焊接熔透狀態(tài)的分類和特征
5.3 co2激光深熔焊熔透同軸檢測系統(tǒng)
5.3.1 基于ps的同軸熔透檢測系統(tǒng)
5.3.2 基于視覺傳感器（vs）的同軸熔透檢測系統(tǒng)
5.4 co2激光深熔焊熔透狀態(tài)的實時識別
5.4.1 利用同軸ps信號的時域特征識別熔透狀態(tài)
5.4.2 利用同軸ps信號的頻域特征識別熔透狀態(tài)
5.4.3 利用小孔圖像的灰度分布特征識別熔透狀態(tài)
5.4.4 小結(jié)
5.5 co2激光深熔焊熔透的閉環(huán)控制
5.5.1 控制方案分析
5.5.2 熔透閉環(huán)控制系統(tǒng)的建立
5.5.3 平板熔透閉環(huán)控制
5.5.4 斜板熔透閉環(huán)控制
參考文獻
第6章 填絲激光焊及焊縫成形自適應控制
6.1 引言
6.2 填絲激光焊的特點和應用
6.3 激光束和焊絲的相互作用
6.3.1 焊絲對激光的吸收、反射和被透射
6.3.2 影響焊絲熔化的因素
6.4 填絲激光焊焊接參數(shù)的選擇與匹配
6.4.1 送絲速度與焊接速度的匹配
6.4.2 送絲速度與焊接速度的許用范圍
6.4.3 坡口間隙變化時的焊接參數(shù)調(diào)節(jié)
6.5 用于坡口狀態(tài)實時檢測的傳感器
6.5.1 基于三維視覺的坡口檢測傳感器
6.5.2 基于線陣ccd的坡口檢測傳感器
6.5.3 掃描式laser-psd傳感器
6.6 填絲激光焊焊縫成形質(zhì)量自適應控制
6.6.1 控制系統(tǒng)的構(gòu)成
6.6.2 焊縫成形自適應控制實驗
參考文獻
第7章 激光-gma復合焊及熔透控制
7.1 引言
7.2 激光-gma復合焊的特點和應用
7.3 激光-gma復合焊接參數(shù)對焊縫成形的影響
7.3.1 激光功率對熔深、熔寬的影響
7.3.2 gma電流對熔深、熔寬的影響180
7.3.3 激光與電弧間距離（dla）對熔深、熔寬的影響
7.3.4 焊接速度對熔深的影響
7.4 激光-gma復合焊接參數(shù)對熔透狀態(tài)的影響
7.4.1 評價激光-gma復合焊熔透狀態(tài)的指標
7.4.2 激光功率對熔透狀態(tài)的影響
7.4.3 gma電流對熔透狀態(tài)的影響
7.4.4 焊接速度對熔透狀態(tài)的影響
7.4.5 坡口間隙對熔透狀態(tài)的影響
7.4.6 小結(jié)
7.5 復合焊熔透狀態(tài)視覺檢測方法
7.5.1 復合焊熔透檢測方法的選擇
7.5.2 熔池背面視覺檢測系統(tǒng)
7.5.3 熔池背面視覺檢測關鍵技術
7.6 復合焊熔池背面圖像處理算法
7.6.1 坡口間隙寬度檢測算法
7.6.2 熔池圖像特征分析和熔寬檢測算法
7.7 復合焊熔透狀態(tài)閉環(huán)控制
7.7.1 控制方案分析
7.7.2 復合焊熔透閉環(huán)控制系統(tǒng)
7.7.3 復合焊熔透閉環(huán)控制的效果
參考文獻
第8章 激光切割及其質(zhì)量檢測與控制
8.1 引言
8.2 激光切割的特點
8.3 激光切割的分類及機理
8.3.1 汽化切割
8.3.2 熔化切割
8.3.3 反應熔化切割
8.3.4 控制斷裂切割
8.4 激光切割質(zhì)量的評價指標
8.4.1 評價切割質(zhì)量的主要指標
8.4.2 切割面粗糙度的評價基準
8.5 影響激光切割質(zhì)量的主要因素
8.5.1 激光切割系統(tǒng)性能對切割質(zhì)量的影響
8.5.2 激光切割參數(shù)對切割質(zhì)量的影響
8.6 激光切割質(zhì)量實時檢測方法
8.6.1 激光切割質(zhì)量實時檢測方法的選擇
8.6.2 基于切割前沿圖像的缺陷識別
8.6.3 基于火花簇射圖像的切割面近下緣粗糙度檢測
8.7 實用化的切割面粗糙度檢測方法——火花簇射同軸視覺檢測與圖像處理
8.7.1 火花簇射同軸視覺檢測可行性分析
8.7.2 火花簇射同軸視覺檢測的圖像算法
8.7.3 火花簇射同軸圖像特征參數(shù)與切割面粗糙度的關系
8.8 激光切割質(zhì)量自尋優(yōu)控制
8.8.1 控制方案設計
8.8.2 激光切割質(zhì)量實時檢測與控制系統(tǒng)
參考文獻252