小孔效应论文_张屹

导读:本文包含了小孔效应论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:小孔,效应,激光,熔焊,等离子,明治,相移。

小孔效应论文文献综述

张屹[1](2005)在《基于“叁明治”新方法的激光深熔焊接小孔效应的模拟研究》一文中研究指出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“叁明治”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“叁明治”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(本文来源于《湖南大学》期刊2005-07-01)

张屹,李力钧,金湘中,洪蕾[2](2004)在《激光深熔焊接小孔效应的传热性研究》一文中研究指出激光焊接由于其焊缝深宽比高、热影响区小以及高的焊接速度而在工业上得到越来越广泛的应用。激光深熔焊接的本质特征就是存在着小孔效应。采用高速摄影的方法清晰、完整地观测了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔,实验研究了离焦量、焊接速度对小孔和熔池形状、尺寸的影响。在分层假设的基础上建立了激光深熔焊接小孔效应的传热模型,并根据观测到的小孔形状和尺寸,用有限元法计算了小孔周围的温度场和流场。实验与模拟计算结果表明,小孔前沿的温度梯度比后沿的大;焊接熔池中的最大对流速度达到了焊接速度的10倍左右;小孔形状和尺寸的实验观测为系统研究激光深熔焊接时的小孔效应提供了一种新的方法。(本文来源于《中国激光》期刊2004年12期)

金湘中,张屹,李力钧[3](2002)在《激光深熔焊接小孔效应的理论和试验研究》一文中研究指出本文采用理论和试验相结合的方法系统研究了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔效应。首先采用高速摄影的方法清晰、完整地观测到了激光深熔焊接GG17玻璃时小孔的形状,并通过实验研究了聚焦光斑尺寸、离焦量、焊接速度等焊接工艺参数对小孔尺寸和形状的影响。然后,论文根据实验得到的小孔形状,通过曲线拟合的方法得到小孔前后沿孔壁的曲线方程,再按照几何光学原理,分析了激光在小孔孔壁上的多次反射吸收情况,并由此计算出了小孔孔壁通过多次反射吸收的激光功率密度分布情况。最后,建立了一个分层圆柱体面热源传热模型,在综合考虑热传导和熔池对流换热的基础上,计算了小孔周围的温度场和流场,求出了小孔孔壁上的热流密度分布,并与小孔孔壁吸收的激光功率密度进行了比较。(本文来源于《应用激光》期刊2002年02期)

金湘中[4](2002)在《激光深溶焊接小孔效应的理论和试验研究》一文中研究指出本文在分析现有激光深熔焊接研究成果的基础上,针对现有研究存在的主要问题,采用理论研究和试验研究相结合的方法,对激光深熔焊接过程中的小孔效应进行了较深入系统的研究。 论文首先选择GG17玻璃这种抗热震性好且软化温度与汽化温度相差较远的透明材料作为工件材料,采用特殊设计的实验装置,通过高速摄影方法首次清晰而完整地观测到了激光深熔焊接时的小孔形状。利用针孔扫描的原理,测量了聚焦光斑尺寸及光斑内的能量分布状况。试验研究了离焦量、焊接速度、激光功率等激光焊接工艺参数以及等离子体对激光深熔焊接小孔与熔池形状和尺寸的影响,结果表明:由于GG17玻璃的热传导系数很小,工件表面处的小孔直径主要取决于有效功率密度下的光斑直径,而与工件表面处的实际光斑直径没有简单的相等或比例关系,并与焊接速度关系不大;小孔的形状呈圆锥形,且圆锥角随小孔深度的增大而减小,当小孔深度较大时,由于不同深度处的小孔直径变化很小,可近似视为一圆柱体;小孔的弯曲程度与焊接速度密切相关,随着焊接速度的增大,小孔的弯曲程度加大;小孔深度随焊接速度的增大、离焦量的增大以及激光功率的减小而减小;由于GG17玻璃的电离能比金属材料高得多,不易形成光致等离子体,所以,在激光深熔焊接GG17玻璃的过程中,激光能量传输的主要方式是孔壁的多次反射吸收。 其次,论文系统地研究了小孔孔壁的反射吸收在激光深熔焊接过程中对激光能量传输的作用和影响。利用上面得到的小孔照片,通过测量可以确定小孔前后沿的形状,然后通过多项式拟合的方法得到了小孔前后沿的曲线方程。在实验测量的材料表面对激光的反射率的基础上,采用几何光学近似的方法,通过跟踪激光在小孔内的多次反射传输轨迹,分析和计算了聚焦高斯激光通过孔壁的多次反射吸收而在圆柱形小孔、圆锥形小孔和实际小孔等几种形状的小孔孔壁上的能量分布情况。计算结果表明:不论是圆柱形小孔、圆锥形小孔还是真实形状的小孔,孔壁的多次反射只对小孔下部孔壁上的激光功率密度有影响,而在小孔的上部,孔壁上的激光功率密度主要取决于直射光的功率密度;对于真实形状的弯曲小孔而言,不论是小孔前沿还是小孔后沿,孔壁上的激光功率密度分布主要取决于直射到小孔前沿的激光功率密度在多次反射后在孔壁上的分布;对于真实形状的弯曲小孔而言,经过孔壁的多次反射吸收以后,小孔前沿孔壁上的激光功率密度基本能均匀分布,但是对于小孔后沿,孔壁上的激光功率密度分布很不均匀,有些部位根本就没有激光照射,这意味着激光的能量主要是在小孔的前沿上被工件材料所吸收。 接着,论文系统地研究了小孔内部等离子体对激光的反韧致辐射吸收在激光深熔焊接过程中对激光能量传输的作用和影响。采用几何光学近似的方法,通过跟踪激光在小孔内的多次反射传输轨迹,分析和计算了聚焦高斯激光通过小孔内部等离子体对激光的反韧致辐射吸收而在圆柱形小孔、圆锥形小孔和实际小孔等几种形状的小孔孔壁上的能量分布情况。计算结果表明:小孔孔壁通过等离子体的反韧致辐射吸收的激光功串采度主要取决于等离子体对直射擞光的反韧致辐射吸收,小孔孔壁的多次反射光只对小孔下部孔丝的檄光功率密度分布有一些影响;小孔孔里沤过筹离子体的反韧致辐射吸收的激光功率密度大小和分布倩况与小孔的形状、尺寸、聚焦透镜焦距以及激光入射小孔的位辽等因素有关。 最后,在实验得到的小孔形状的基础上,通过分层假设小孔为圆柱体形且孔壁的温度维持为材料的汽化温度,建立了一个移动囫柱体面热源热传导模型和一个熔池对流流动模型;并分别采用有限差分法和有限元法对模型进行了戮值求解,得到了小孔周围的温度场和流场。通过模型计算结果与试验结果的比较,系统研究了小孔形状、尺寸以及焊接速度等参数对激光深熔焊接过程的影晌,分析了烙池对流流动在激光深熔焊接中的作用,研究了小孔形成和存在的机理.研灾结果表明:由于 这度的存在,小孔周围的温度梯度分獭不均匀的,小孔前沿的温度梯度比后沿大得多,从而导致小孔孔肇圆周上的热流密度分布也是不均匀的,小孔前沿的热流密度比后沿大一个戮量级.考虑烙池对流流动影响时,由于孔壁上损失的热蠢不仅包括热传导损失的热量,而且还包括烙池对流流动带走的热量,所以小孔孔壁损失的热流密度比鲍热传导时大。沤过比较小孔孔肇上损失的热流来度和小孔孔壁吸收的激光功率密度,发现:在小孔的前沿孔鳖上,反射吸收的激光功率密蟹和损失的热流密度大体上是平衡的。但在小孔的后沿孔壁上;出现了只有热流损失而无激光功壤穆憎圃这说明了在建立模型时所作出的整个小孔孔壁温度均处于汽化温度的假设是不推确的。没有滋光场牢赐射的小孔后沿区域不可能维持这样高的温度,平衡热流损失所需要的能量主要是通过熔池内熔码材料的对流流动由小孔前沿所带进来的。流场的计算结果显示,在激光深熔焊接过程中,除极少量的材料穿过小孔孔壁发生汽化提供小孔形成和存在所需耍的汽化膨胀压力外,绝大剖 融材料是沤过小孔外锁绕流到小孔后沿的(本文来源于《湖南大学》期刊2002-03-01)

张屹[5](2002)在《激光深熔焊接小孔效应的理论和试验研究》一文中研究指出本文采用理论和试验相结合的方法系统地研究了激光深熔焊接GG17(Pyrex)玻璃时的小孔效应。论文首先使用德国Prometec公司生产的Laserscope UFF100大功率激光束光斑诊断仪测定了激光束的模式,并采用高速摄影的方法清晰、完整地观测到了激光深熔焊接GG17玻璃时小孔的形状,为试验研究激光深熔焊接时的小孔效应提供了一种试验方法。然后,论文根据实验得到的小孔形状,建立了深熔焊接的纯热传导模型和热传导加对流换热模型,并分别采用差分法和使用ANSYS有限元分析软件进行了数值模拟计算。最后,论文针对两类模型的计算结果以及试验结果,研究了聚焦光斑尺寸、离焦量、焊接速度等焊接工艺参数对小孔和熔池尺寸、形状的影响。(本文来源于《湖南大学》期刊2002-03-01)

王海燕,陈强,王耀文,孙振国,孙久文[6](2001)在《等离子焊接小孔效应的电弧电压信号检测》一文中研究指出为在等离子焊接小孔效应下对焊缝的熔透质量进行实时控制 ,在不同类型的焊接电源和被焊材料条件下 ,研究了熔池小孔效应与等离子电弧电压信号的关系规律。根据电弧电压信号相对于其均值的偏差的大小及熔池穿孔和未穿孔状态下电弧电压幅频低频段信号的差异分别设计了两种算法 ,并对电弧电压信号的加工处理 ,分别得到了两种传感信号。设计了熔池穿孔与否双阈值判断准则 ,用以检测熔池小孔是否存在。该传感技术可适用于不同焊接电源和不同工件材质 ,为实时熔透质量自动控制提供了反馈信息(本文来源于《清华大学学报(自然科学版)》期刊2001年08期)

陈强,王耀文,孙久文,孙振国[7](2001)在《脉冲等离子焊接小孔效应的检测及控制》一文中研究指出本文采用等离子焊接电弧作为传感器,综合时频、小波分析的技术成功提取了电弧电压中反映穿孔状态的信息;提出了能够可靠检测“小孔效应”产生与消失的多信号联合算法:为脉冲等离子小孔焊接,提供了一种简单、可靠的检测方法。并由此建立了相应的实用闭环控制系统。(本文来源于《第十次全国焊接会议论文集(第2册)》期刊2001-06-30)

金湘中,李力钧[8](1999)在《激光深熔焊接过程中小孔效应的试验研究》一文中研究指出采用高速摄影方法,清晰地观测了激光深熔焊接玻璃过程中的小孔形状,并对离焦量,焊接速度,激光功率等工艺参数对小孔形状的影响以及保护气体对小孔稳定性的影响进行了试验研究。(本文来源于《应用激光》期刊1999年05期)

王耀文,陈强,王海燕,张慧,朱轶峰[9](1999)在《等离子弧小孔效应的声音信号处理》一文中研究指出为控制等离子弧焊接质量研究了等离子弧所产生小孔效应存在与否时的声音信号频谱特性。结果表明,声音信号的频谱特性在电弧穿透工件与否时幅值及频率分布上产生了明显变化,而相频特性无明显特征。实验数据经过计算处理后,找出了等离子焊接小孔效应存在与否的判别依据,可对等离子焊接的闭环控制提供良好的条件。(本文来源于《第九次全国焊接会议论文集(第2册)》期刊1999-09-01)

邱利民,陈国邦,郑建耀,甘智华,白煊[10](1997)在《液氦温区多级脉管制冷机的双小孔效应及实验验证》一文中研究指出介绍了自行研制的用于多级脉管制冷机的新颖相移器──—双小孔结构,着重分析了双小孔的工作机理,指出双小孔结构有利于增大当级小孔的调相功能,强化低温级的泵热能力。同时针对多级脉管制冷机中的双小孔效应进行了实验验证,经反复实验,采用双小孔结构的二级脉管制冷机第一级和第二级的最低制冷温度分别达到46K和3.0K。(本文来源于《低温与超导》期刊1997年01期)

小孔效应论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

激光焊接由于其焊缝深宽比高、热影响区小以及高的焊接速度而在工业上得到越来越广泛的应用。激光深熔焊接的本质特征就是存在着小孔效应。采用高速摄影的方法清晰、完整地观测了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔,实验研究了离焦量、焊接速度对小孔和熔池形状、尺寸的影响。在分层假设的基础上建立了激光深熔焊接小孔效应的传热模型,并根据观测到的小孔形状和尺寸,用有限元法计算了小孔周围的温度场和流场。实验与模拟计算结果表明,小孔前沿的温度梯度比后沿的大;焊接熔池中的最大对流速度达到了焊接速度的10倍左右;小孔形状和尺寸的实验观测为系统研究激光深熔焊接时的小孔效应提供了一种新的方法。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

小孔效应论文参考文献

[1].张屹.基于“叁明治”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

[2].张屹,李力钧,金湘中,洪蕾.激光深熔焊接小孔效应的传热性研究[J].中国激光.2004

[3].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

[4].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

[5].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

[6].王海燕,陈强,王耀文,孙振国,孙久文.等离子焊接小孔效应的电弧电压信号检测[J].清华大学学报(自然科学版).2001

[7].陈强,王耀文,孙久文,孙振国.脉冲等离子焊接小孔效应的检测及控制[C].第十次全国焊接会议论文集(第2册).2001

[8].金湘中,李力钧.激光深熔焊接过程中小孔效应的试验研究[J].应用激光.1999

[9].王耀文,陈强,王海燕,张慧,朱轶峰.等离子弧小孔效应的声音信号处理[C].第九次全国焊接会议论文集(第2册).1999

[10].邱利民,陈国邦,郑建耀,甘智华,白煊.液氦温区多级脉管制冷机的双小孔效应及实验验证[J].低温与超导.1997

论文知识图

激光-MIG复合(激光与电弧在垂直于焊...激光焊接时的小孔效应示意图为激光深熔焊接小孔效应的示意...一2激光深熔焊接小孔效应示意图激光深熔焊接小孔效应示意图激光深熔焊接过程中的小孔效应...

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