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公开(公告)号：CN114453731A
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202210183118.7
申请日：2022-02-28
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种直接观察激光焊接中光斑作用区动态行为的方法，属于激光材料加工领域。本发明的特征为：采用外加电弧等离子体改变激光深熔焊接小孔内喷发羽辉的发光特征和烧除羽辉中的微粒，并使用照明激光辐照焊接熔池，高速摄像机镜头前面配置与照明激光波长一致的带通滤波片与光强衰减片直接观测熔池中的激光作用区。激光焊接过程中的能量耦合过程、焊接缺陷的产生均与激光作用区的动态行为直接相关。使用该方法能够直接清晰观察激光作用区的动态行为，有望建立该动态行为与焊接缺陷产生过程的对应关系，实现激光智能制造中焊接过程质量的准确监测。此外，本发明具有系统结构简单、易于操作、成本低廉等优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114083118B
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202110882836.9
申请日：2021-08-02
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种主动调控激光焊接小孔和熔池的保护装置属于焊接领域。本发明保护装置是外管和内管组成的双层保护喷嘴。双层保护喷嘴的外管通惰性气体保护激光焊接熔池；内管产生“刀刃形”保护气流作用于小孔口，达到主动调控熔池流动和小孔口形貌的效果，提高焊接熔深和焊缝成形质量、降低焊缝中的气孔率。喷嘴端口为一个宽度极窄的狭缝，其长度在2mm～7mm之间，宽度在0.01mm～1mm之间。双层喷嘴的外管内径为5mm～50mm之间。双层保护喷嘴的喷气方向与焊接方向相反，即保护气吹向小孔后壁；狭缝在竖直方向的分量与激光束平行，双层保护喷嘴的中轴线与激光束的夹角设定在5°～85°之间。保护装置距离焊接板材表面的高度在0.5mm～5mm之间，放置在激光作用区靠焊接方向一侧。
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公开(公告)号：CN114406456A
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202110882849.6
申请日：2021-08-02
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明涉及一种基于“刀刃形”气流主动调控激光焊接小孔和熔池的保护方法，该方法的特征在于：“刀刃形”保护气流劈开小孔内高速喷发的蒸汽流并作用于深熔小孔口，抑制羽辉阻碍光束传输和保护熔池；同时压制熔池中凸起液柱，抑制飞溅和驼峰；保护气流可扩大小孔口，利于孔内蒸气逸出、降低焊缝中的气孔率。“刀刃形”保护气流的厚度在0.1mm～3mm之间，刃长(垂直于气流轴向的长度)在1mm～20mm之间，流速在1m/s～300m/s之间；“刀刃形”保护气流的轴向与光束轴向间的夹角在1°～90°之间。“刀刃形”保护气流在板面上的投影宽度等于气流的厚度，该投影与焊接方向的夹角为0°～180°。本发明可以获得更大的熔深、更好的焊缝表面成形质量，并明显降低焊缝中的气孔率。
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公开(公告)号：CN114083118A
公开(公告)日：2022-02-25
申请号：CN202110882836.9
申请日：2021-08-02
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种主动调控激光焊接小孔和熔池的保护装置属于焊接领域。本发明保护装置是外管和内管组成的双层保护喷嘴。双层保护喷嘴的外管通惰性气体保护激光焊接熔池；内管产生“刀刃形”保护气流作用于小孔口，达到主动调控熔池流动和小孔口形貌的效果，提高焊接熔深和焊缝成形质量、降低焊缝中的气孔率。喷嘴端口为一个宽度极窄的狭缝，其长度在2mm～7mm之间，宽度在0.01mm～1mm之间。双层喷嘴的外管内径为5mm～50mm之间。双层保护喷嘴的喷气方向与焊接方向相反，即保护气吹向小孔后壁；狭缝在竖直方向的分量与激光束平行，双层保护喷嘴的中轴线与激光束的夹角设定在5°～85°之间。保护装置距离焊接板材表面的高度在0.5mm～5mm之间，放置在激光作用区靠焊接方向一侧。
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公开(公告)号：CN114559160A
公开(公告)日：2022-05-31
申请号：CN202210228562.6
申请日：2022-03-08
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/348 , B23K26/70
Abstract: 一种激光‑电弧复合非穿透焊接中气孔的原位探测方法，属于焊接过程监测技术领域。测量系统由激光‑电弧复合焊接系统、特征信号采集系统及信号处理系统组成。在复合焊接时深熔小孔内激光束直接作用于小孔前壁，当孔内激光致蒸汽喷发冲击小孔壁导致小孔坍塌形成气孔时，喷出小孔的蒸汽最少。数据采集系统采集到特征线状谱的光强最弱，信号处理系统判断此处为气孔。实施本发明为激光‑电弧复合非穿透焊接中气孔的原位探测提供了新途径。使用光电探测器与窄带滤波片相结合的方式有选择性的提取焊接过程中的特征线状谱并经过信号处理，提高了复合焊接气孔在线识别的可靠性。
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公开(公告)号：CN114505585A
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202210227810.5
申请日：2022-03-08
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/348 , B23K26/03 , B23K26/70
Abstract: 一种基于特征线状谱识别激光‑电弧复合焊是否熔透的方法，属于焊接过程监测技术领域。本发明包括以下步骤：在复合焊接过程中，基于激光致金属等离子体富集于激光致小孔口、且金属等离子体辐射的特征线状谱处于可见光区域的特征，收集激光致金属等离子体辐射的特征线状谱信号；对收集的谱线信号进行有选择性的带通过滤，获得带通信号；使用光电探测器对过滤后的带通信号进行采集；对采集到的带通信号进行放大与IV转换，获得激光致金属等离子体的特征信号；使用信号处理系统分析该信号，若特征信号满足熔透焊接条件则输出焊接熔透信号，否则输出焊接未熔透信号。实施本发明为激光‑电弧复合焊接熔透状态的在线监测提供了新途径。
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