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公开(公告)号：CN119260171B
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202411311017.9
申请日：2024-09-20
Applicant: 中南大学
IPC: B23K26/21 , B23K26/70 , B23K26/08 , B23K26/082 , B23K26/064 , B23K26/0622
Abstract: 本发明提供了一种大间距异质材料的超快激光焊接方法，具体包括：将下工件和上工件叠放，并用夹具夹持；激光光束准直后射入扫描振镜，射出后通过场镜聚焦，第一遍扫描激光能量被下层材料吸收后产生等离子体，等离子体不断膨胀溢出，同时下层材料熔化填充间隙，达到准光学接触条件；第二遍扫描等离子体自由膨胀被有效抑制，激光能量被限制在焊缝附近，该区域融化体积显著增加，焊接强度显著提升；第三遍扫描与第二遍扫描机理一致，增加材料融化量，最终实现焊接头强化。通过扫描振镜和场镜实现聚焦光斑在上下工件接触面内沿指定路线运动，从而实现工件的熔化和结合。经过三次扫描后大间距异质材料最终可以得到高强度、高质量的焊接接头。
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公开(公告)号：CN119848609A
公开(公告)日：2025-04-18
申请号：CN202510061308.5
申请日：2025-01-15
Applicant: 中南大学
IPC: G06F18/24 , G06N3/0455 , G06F18/213 , G06F18/10 , G06F18/214 , G06N3/0895 , G06N3/047 , G06N3/048 , G06F18/2131
Abstract: 本发明提出一种基于Transform的数控机床铣削加工多工序信号智能标记方法。首先，采集多模态时序信号(如主轴振动、切削力、声发射信号)，通过小波变换去噪并提取时频域特征，依据工序类别对信号样本分类，结合专家标注样本构建高质量训练集。其次，设计基于Transform模型的多模态特征提取框架，引入多头注意力机制，动态调整模态权重生成联合特征表示，通过改进的多模态特征敏感性分析确定关键模态与特征并结合自监督学习与物理约束优化模型，精准标记信号。最终，采用序贯标记验证策略，生成高质量标记数据集，提升加工过程分析的准确性与一致性。本发明可广泛应用于复杂精密部件数控机床加工质量分析和智能优化中，具有高效性和可靠性。
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公开(公告)号：CN119820095A
公开(公告)日：2025-04-15
申请号：CN202411562514.6
申请日：2024-11-05
Applicant: 中南大学
IPC: B23K26/21 , B23K26/082 , B23K26/70
Abstract: 本发明提供了一种多层异质材料超快激光一体化连接方法及装备，具体包括：将芯片焊盘、弹簧引脚和石英玻璃叠放固定在三维运动平台上，调整平台使激光焦平面位于引脚中央；针对焊盘和引脚连接，空间整形得到具有高瑞丽长度的高重频超快激光，通过二维振镜进行螺旋线或同心圆环扫描作用于引脚周边，激发金属等离子体，形成熔融金属，沉积在引脚与焊盘接触孔隙中，随着反向加热，熔融金属不断累积，实现异质金属焊接；针对引脚和玻璃连接，激光透过石英玻璃，在金属界面激发等离子体，形成体积增大的熔融金属，填充材料界面间隙，调控非光学接触至光学接触焊接；单次扫描成功焊接两种异质材料，直至完成整个引脚阵列的焊接，实现高效一体化封装。
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公开(公告)号：CN117574728B
公开(公告)日：2025-02-14
申请号：CN202311603848.9
申请日：2023-11-28
IPC: G06F30/23 , G06F111/10 , G06F113/26
Abstract: 本申请属于激光与物质相互作用的数值模拟领域，尤其涉及一种复合激光烧蚀数值模拟方法，该方法使用有限元软件建立连续激光与物质作用数值模拟基础模型，并将超快激光烧蚀表面制造缺陷改变材料对连续激光的吸收率变化按照非线性吸收来等价处理，以此来模拟超快激光烧蚀材料表面制造缺陷形成的吸收系数变化过程；利用光谱探测结合Sedov‑Taylor理论构建超快激光激发等离子体冲击波的压力计算模型，以相应吸收系数的连续激光与物质作用数值模拟基础模型为主体加入等离子体冲击波压力，建立连续‑超快复合激光的烧蚀过程数值模型，即可分析复合激光烧蚀熔池变化过程，以及超快激光脉冲冲击波压力对熔池溅射和温度变化的影响。
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公开(公告)号：CN118905078B
公开(公告)日：2024-12-17
申请号：CN202411412678.0
申请日：2024-10-11
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种电磁冲击异种金属板复合冲压一体化成形装置及方法，装置包括：底模，上端设有成型面，成型面上设有内凹的凹槽；压边电极，升降活动于底模上方，用于压紧上层金属板边缘并给上层金属板通电加热；上模，升降活动于底模上方，底部设有与成型面适配的压紧面；电磁脉冲线圈，安装于上模，用于对上层金属板和下层金属板施加高速电磁冲击载荷，使得上层金属板和下层金属板在高温与高速电磁冲击耦合作用下进行界面复合，同时一起朝凹槽凸起，且使得复合金属板与凹槽的槽壁贴合。本发明实现金属件的加热、异种材料复合和多次冲压，缩短工艺流程，提高生产效率，工艺流程短、能耗低、复合界面强度好、成型精度高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119023617A
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202411148032.6
申请日：2024-08-21
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及激光损伤机理研究，搭建了一个包含能量探测器、温度传感器、高速相机的复合激光损伤平台，能够对激光能量、样品温度进行实时检测以及拍摄样品损伤过程的阴影序列图。平台搭建的具体过程为：设计光路，利用反射镜、聚焦透镜等光学元件将连续激光器、纳秒激光器发射出的激光聚焦于放置在三维运动平台的样品表面上，保证两束激光聚焦于同一点，实现激光复合损伤；绿光激光器射出532nm的连续激光，先后经过扩束镜、反射镜，垂直于连续激光光路贯穿样品表面，随后经过衰减片、相机透镜等光学元件将收集到信息的激光送入高速相机；连续激光与纳秒激光的光路中添加分束镜，分束后的激光射入能量探针进行能量探测，温度传感器连接温度探针，温度探针靠近样品，实现样品温度实时检测；本平台中连续激光器、纳秒激光器、高速相机之间的延时控制通过DG535、DG645协同控制。
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公开(公告)号：CN119023213A
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202411147877.3
申请日：2024-08-21
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种脉冲激光激发等离子体屏蔽效果的测量方法及装备。具体包括：提前制备具有微小通孔的样品；通过双色镜实现脉冲激光器和待测试激光器的空间复合，并作用于样品的小孔位置；关闭脉冲激光器，开启待测试激光器，测量该束激光通过小孔后的功率及其随时间变化的曲线，作为参考；同步开启脉冲激光器和待测试激光器，脉冲激光将在小孔表面激发等离子体，该瞬态变化(纳秒时间尺度)等离子体会屏蔽传输的待测试激光，通过测量屏蔽后透过的激光能量，并与先前未被屏蔽时的结果进行比较，即可判定脉冲激光激发的等离子体屏蔽效果。通过该方法获得的研究结果可进一步指导复合激光作用参数选择，从而进一步优化复合激光加工效率、质量。
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公开(公告)号：CN117658430A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311666623.8
申请日：2023-12-07
Applicant: 中南大学
IPC: C03B23/203 , C04B37/04
Abstract: 本发明提供了一种透明材料高效率超快激光焊接方法，具体包括：将焊接材料叠放，并由夹具夹持；调节超快激光，激光由单透镜聚焦后与材料相互作用，前段激光聚焦材料表面形成等离子体，等离子体呈半球状向外膨胀，在前端形成光学界面，后续激光经过光学界面时发生反射，反射光与未反射光发生干涉，从而在材料表面形成同心圆环形光路；调节超快激光焦点置于特定位置，在同心圆环形光斑作用下材料加热并熔融，随后通过热传导加热并融化上方材料，实现两种材料的互融与连接，并呈同心圆环形焊接结构；超快激光按照指定路径进行焊接。本发明能够将高脉冲能量超快激光用于焊接，具有高效、简单的优点，且能够实现高质量、高强度、高效率透明材料焊接。
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公开(公告)号：CN114160975A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111666597.X
申请日：2021-12-30
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种异种材料的大幅面高强度激光焊接方法和装备，方法具体包括：通过抛光制备透明硬脆材料和金属材料，材料的口径大于100mm且表里面粗糙度低于百纳米级别，将透明硬脆材料和金属材料叠放，透明硬脆材料置于金属材料上方；通过测距仪实时测量透明硬脆材料和金属材料间的距离；通过合束实现长脉冲激光和超快激光的复合输出，通过光学调控令长脉冲激光和超快激光焦点分离至预定位置，根据测距仪测量到的距离基于功率‑高度数据库设置合理的长脉冲光功率，此时金属材料受热膨胀与透明硬脆材料达到光学贴合；长脉冲激光/超快激光复合输出的同时与测距仪保持同步移动，依照指定路径完成大幅面异种材料的焊接。
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公开(公告)号：CN117908465A
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202311400860.X
申请日：2023-10-26
Applicant: 中南大学
IPC: G05B19/408 , G06N7/01
Abstract: 本发明提供了一种基于物理约束的铣削稳定性不确定性表征方法，该方法首先通过多次模态锤击实验测定了刀尖的固有频率和阻尼参数。然后，进行了多组铣削实验和不同轴向切深实验，以计算切削力系数和记录颤振现象。这些数据被用于构建近似贝叶斯模型的先验分布。接下来，通过全局灵敏度分析确定了对铣削稳定性最为显著的关键输入参数。采用近似贝叶斯方法对这些参数进行不确定性定量，并引入了随机切削实验数据进行物理约束。最后，使用序贯蒙特卡洛方法将参数不确定性传递到铣削稳定性图计算模型中，得出最佳估计值和不确定性。这一方法有望提高铣削加工的稳定性和可预测性，同时也可减少实验成本，提高加工效率。
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