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公开(公告)号：CN107350653A
公开(公告)日：2017-11-17
申请号：CN201710770898.4
申请日：2017-08-31
Applicant: 北京工业大学
CPC classification number: B23K31/12 , B23K26/147
Abstract: 一种激光焊接羽辉控制和熔池保护的方法及装置，属于焊接领域。激光器产生的激光束经聚焦作用于工件上，形成深熔小孔和熔池；双层喷嘴的内管置于小孔口上方，通过与抽气装置连接，使小孔口区域处形成稳定的负压状态，孔内喷出羽辉经内管抽气而快速逸出；双层喷嘴的外管置于熔池上方，通保护气体保护焊接熔池。形成喷嘴内管负压控制羽辉和外管通保护气体保护熔池的激光焊接方法。本发明通过小孔口上方的局部负压环境，一方面能够彻底的去除羽辉对激光的吸收和散射作用，为激光束提供更好的传输通道，使其充分聚焦于焊接工件上，极大提高激光的能量利用率。另一方面，喷嘴内管去除羽辉对保护气流的扰动后，喷嘴外管能够更好的保护焊接熔池。
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公开(公告)号：CN103612018B
公开(公告)日：2015-11-18
申请号：CN201310559656.2
申请日：2013-11-12
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/348
Abstract: 本发明涉及一种激光—旁路电弧复合焊接方法，属于激光材料加工技术领域。采用激光与旁路电弧复合，焊接时，利用电弧与激光诱导羽辉的相互作用，降低羽辉对激光的影响，不仅能够提高激光的能量利用率和焊接效率，而且可以显著改善焊接过程稳定性和焊缝成形；电弧形成于激光焊接区域上方，不直接作用于工件，因此电弧对工件的热影响极小，在不增加熔宽的情况下，能够获得更大的熔深，从而充分保持了激光焊接的特点。
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公开(公告)号：CN119557536A
公开(公告)日：2025-03-04
申请号：CN202411601520.8
申请日：2024-11-11
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明提供了一种激光致匙孔内蒸汽喷发冲击行为的估算方法及装置，属于激光材料加工技术领域，包括：在激光致匙孔口上方布置金属熔滴，利用高速相机拍摄金属熔滴在匙孔口上方的过渡图像；通过图像分析得到金属熔滴飞行速度随时间变化的关系曲线，得出其所受合力为零时的位置；对合力为零处的金属熔滴进行受力分析；通过静力平衡理论得到此处金属熔滴所受喷发蒸汽冲击力。本发明采用上述的一种激光致匙孔内蒸汽喷发冲击行为的估算方法及装置，可以估算出高功率激光致匙孔内喷发蒸汽压力的具体数值，有助于涉及激光致金属蒸汽的研究。实验方法简单易行，计算量小，适合测量各种金属材料在不同加工条件下的激光致匙孔内喷发蒸汽压力。
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公开(公告)号：CN111398107B
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202010245365.6
申请日：2020-03-31
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种原位测量激光焊接羽辉中微粒的方法属于激光焊接技术领域。测量系统由探测激光器、信号采集系统、信号处理系统、焊接激光器、焊件及保护系统组成；在激光焊接过程中，探测激光穿过羽辉后，部分光被羽辉中的微粒反射回探测激光腔内形成新的谐振，通过测量探测激光器电压、频率的变化并经过数据处理，可以得到羽辉中微粒的尺寸、数量、速度等信息。本发明具有系统结构简单、体积小、易于调节、无需外部干涉、不受探测激光功率波动影响、成本低廉等优点，能够原位实时测量不同位置处羽辉中微粒的尺寸和速度、及羽辉中微粒的空间分布等特征。
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公开(公告)号：CN113210852A
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN202110421193.8
申请日：2021-04-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种基于孔口直径畸变率原位测量的激光焊接过程监测方法，属于激光材料加工领域。本发明采用照明光辐照焊接熔池，高速摄像配置中心波长与照明光波长一致的窄带滤光片观测小孔口。将孔口纵向直径(沿焊接方向)与横向直径的比值表征为孔口的畸变率，其大小反映了小孔前壁表面激光致蒸汽对小孔后壁的冲击及与此相关的气孔、飞溅和焊缝表面成形等焊接缺陷。即利用孔口畸变率的大小可监测焊接过程。照明激光波长为0.1μm～1μm，功率为0.01W～200W；高速摄像镜头与焊接板材表面的夹角为10°～90°；焊接用激光波长为0.1μm～20μm，功率为0.3kW～500kW。该方法通过测量孔口畸变率大小的方式监测激光焊接过程缺陷，简单高效。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108738222B
公开(公告)日：2020-08-21
申请号：CN201810641656.X
申请日：2018-06-21
Applicant: 北京工业大学
IPC: H05H1/00
Abstract: 本发明涉及一种基于反射式衰减片的等离子体不同光强区域原位同步成像方法，具体为一种利用光在两片非平行衰减片间多次反射和透射，实现等离子体不同光强区域原位同步成像的观察方法。本发明方法基于等离子体辐射的光进入非平行的两面反射式衰减片中多次反射和透射，采用相机记录每一次透射的光。两面衰减片采用非平行方式的目的是分开每次反射和透射的位置，以便错开透射成像的位置；多次反射的目的是层层剥离低光强区域，留到最后的是高光强区域。采用该方法能够获得等离子体不同光强区域的清晰形貌。本发明适用于激光制造、电弧制造、激光电弧复合制造、核聚变等过程中等离子体的观察。
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公开(公告)号：CN111299828A
公开(公告)日：2020-06-19
申请号：CN201911183675.3
申请日：2019-11-27
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/211 , B23K101/18
Abstract: 一种厚板超窄间隙激光填丝热导焊接方法，属于激光材料加工技术领域。本发明的特征在于：激光束进入待焊厚板组成的超窄间隙坡口内作用于后置焊丝上，使其在热导焊模式下熔化；光-丝作用位置位于坡口底部熔池的上方；焊丝熔化前沿的反射激光作用于坡口底部和侧壁并对其预热；焊丝熔化的熔滴填充坡口间隙形成焊缝；采用单道多层填充的方式实现厚板的超窄间隙连接。本发明通过热导焊模式熔化焊丝，避免深熔焊中存在的小孔型气孔、表面成形差、及焊接过程稳定性差等缺陷；通过焊丝上的反射光预热坡口底部和侧壁，避免未熔合缺陷；通过光丝作用的一维传热降低三维传热中热传导能量损失大的问题，故而降低了热输入量、减小焊接热影响区及焊接接头变形。
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公开(公告)号：CN107414325B
公开(公告)日：2020-01-03
申请号：CN201710564464.9
申请日：2017-07-12
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明提出的微区半固态增材制造方法，主要解决成形件的组织均匀性、性能可靠性、应力与变形、气孔和裂纹等问题。以棒条状材料作为耗材，采用高能束、电弧、电阻热等加热方式作用于耗材前端并使其处于固液两相共存的半固态，同时，在耗材上施加的旋转扭力和轴向推力对半固态金属进行强烈地剪切、搅拌和挤压等作用，也即进行无模半固态流变成形。耗材以这种方式连续向底层金属过渡并与之形成冶金结合，按离散化切片处理后的规划路径重复该堆积过程即可形成特定形状的实体件或堆积层。本发明操作工艺简单，制件性能优良，克服了传统增材制造的诸多缺陷，在大型构件的成形、受损零件修复和复合材料制备方面应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN106808095B
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201710206251.9
申请日：2017-03-31
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/346
Abstract: 本发明涉及摩擦焊接领域，提出了一种激光加热摩擦焊接方法，具体是指在进行焊接之前先用激光照射工件端面使其表层处于高温或微熔状态，然后再迅速进行摩擦和顶锻过程，使液态金属和部分热塑性金属被挤出，最后经扩散和再结晶形成连接。该方法综合利用了激光能量密度高、空域和时域精确可控的独特优势以及摩擦焊接头质量优、生产效率高等特征，产生的有益效果在于：以外部输入能量作为主能量源，极大减小了摩擦焊所需的压力和扭矩、降低了对焊接设备的要求；拓展了传统摩擦焊的加工范围：可焊物理化学特性差异大的异种材料，刚性小的薄壁类、小直径工件，摩擦系数低、带有表面层、高温强度高的工件。
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公开(公告)号：CN105834587B
公开(公告)日：2017-10-13
申请号：CN201610366229.6
申请日：2016-05-28
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种焊剂辅助的激光焊接方法，属于激光材料加工技术领域。该方法在常规激光焊接工艺的基础上，于待焊工件焊缝区域背面放置一层厚度超过5mm的焊剂，激光束从工件正面垂直或倾斜入射，对工件进行激光焊接；焊接时，从深熔小孔透射的激光能量及熔池热传导加热熔化焊剂，熔融焊剂覆盖熔池背面，形成对熔池的支撑，改善焊缝背面成形，同时可以隔离空气，实现焊缝的背面起到保护作用。同时熔融焊剂作为辅助热源，可以减缓散热，增加焊接熔深，改善熔池流态，有效减少飞溅、气孔、熔化不足等缺陷。
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