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公开(公告)号：CN112620937A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011157562.9
申请日：2020-10-26
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/21 , B23K26/064 , B23K26/70
Abstract: 本发明涉及一种光束旋转焊接工作头，适合于金属材料的激光焊接，属于激光焊接领域。本发明将激光传输、偏转及聚焦器件同电机传动轴进行同轴设计，将电机传动轴设计为可实现激光焦点旋转的驱动轴和进行激光传输、偏转及聚焦的空间传输轴为一体的中空轴，消除了电机驱动轴和激光偏转零件间的传动装置，完成了电机驱动轴和激光束传输、偏转及聚焦传输装置的集成设计，实现了激光焦点旋转零传动，通过集成激光偏转镜组、聚焦镜、焊接喷嘴和corssjet等激光焊接关键部件，实现了零传动一体化激光焦点旋转焊接头的设计。本发明还通过相关设计抑制激光在中空轴内传输中的热透镜效应，提高了安全性和稳定性，同时大幅减小了体积和重量。
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公开(公告)号：CN108326425B
公开(公告)日：2021-01-01
申请号：CN201810231592.6
申请日：2018-03-20
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/22
Abstract: 一种焦点平面旋转激光点焊焊接方法，适用于金属材料的激光点焊。特征在于，激光光斑在工件表面上做小半径、高频、匀速圆周运动。焊接时，焦点旋转频率10～120HZ；焦点旋转半径1.0～2.5mm；激光功率600～3000W；点焊时间0.4～3.0S；离焦量‑3～+3mm。本发明的有益效果是：通过匹配焦点旋转参数与焊接工艺参数，获得了基于热导焊的重复焊接热积累模式下的新型焊缝形貌，其宽深比(有效熔宽/熔深)大，且无气孔、裂纹、下榻等缺陷。与传统激光点焊相比，其焊接过程稳定且焊缝质量更好，有效熔宽(熔合面熔宽)受搭接界面间接触热阻的影响可以忽略，焊缝宽深比大大增加，具有明显工艺优势。
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公开(公告)号：CN111398107A
公开(公告)日：2020-07-10
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：CN108406111B
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201810188935.5
申请日：2018-03-08
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种光纤激光双层同轴保护焊接喷嘴，属于材料加工技术领域。双层喷嘴同激光束轴心为同轴对称分布，同轴保护气体分别通过内/外喷嘴输出；内层喷嘴的外层型面法线同激光束轴线夹角小于5°，外层喷嘴的内层型面法线同激光束轴线平行；内层喷嘴内径(羽辉通道)为6～10mm，外层喷嘴内径(保护气体输出通道)为15～25mm，并且内层喷嘴末端同外层喷嘴末端在同一平面上；内外喷嘴末端在同一平面上，并且内层喷嘴距离工件表面3～8mm。与传统光纤激光同轴焊缝喷嘴相比，本双层同轴喷嘴在深熔焊接过程中，焊缝成形及焊缝表面保护良好，焊缝中O/N含量得到有效控制，驼峰及飞溅等焊接缺陷得到有效抑制。
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公开(公告)号：CN108834295A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810641635.8
申请日：2018-06-21
Applicant: 北京工业大学
IPC: H05H1/00
Abstract: 一种等离子体中不同元素发光的多重成像同步观察装置，属于焊接技术领域。本发明装置包括发光元素选择系统和多重成像系统，通过改变吸收式滤光片的中心波长实现不同发光元素的选择，通过改变两片反射式衰减片的透光率、夹角位置及大小实现对多重图像位置、间距及发光亮度的控制。所述的装置连接在相机的镜头上，通过相机实现图像观察。这种观察装置的优点在于可以在同一个画面中呈现出等离子体中不同元素的不同发光区域图像，图像清晰度高，图像间距及位置可控，观察元素可控，且不影响图像反映内容的真实性；由于大幅度的降低了同步观察多重图像装置的复杂性，使得观察装置更轻便简洁。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105414759B
公开(公告)日：2017-05-03
申请号：CN201510907271.X
申请日：2015-12-09
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/24 , B23K26/046 , B23K103/10
Abstract: 本发明的一种焦点旋转和垂直振动的激光焊接方法，适用于金属材料的激光焊接。特征在于，焊接时，激光焦点在平行工件表面上按一定半径和频率做匀速圆周运动，在垂直工件表面方向上按一定振幅和频率做往复运动。水平旋转半径为0.1～0.5mm，频率为50～400Hz；垂直振幅为1～3mm，频率为50～400Hz。垂直振动时，焦点始终在工件表面以下。本发明的有益效果是，在优化的工艺参数下焊接时，焦点的旋转和垂直振动可有效稳定激光焊接过程，改善焊缝表面成形，减少激光焊接时的飞溅和气孔。同激光旋转或摆动焊接方法相比，本发明对熔深的不利影响较小。
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公开(公告)号：CN103567636B
公开(公告)日：2015-12-02
申请号：CN201310432544.0
申请日：2013-09-22
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/24 , B23K26/064 , B23K26/14
Abstract: 本发明涉及一种适用于薄壁平面/曲面激光焊接以及激光热导焊工艺的可实现焊接效果各向同性的激光焊接工作头。该工作头具有独特的同轴焊接喷嘴设计，通过将焊接工作气体同激光束呈同轴状态输出至工件表面，达到同时控制光致等离子体和保护熔池的目的；其新颖的聚焦镜座体和紧凑宽幅面超音速气帘的设计，有效保证了聚焦镜长期稳定工作，保证了焊接质量的稳定性和可靠性，可很好满足薄壁平面/曲面及热导焊接工艺各向同性及焊接过程稳定性对焊接工作头的要求。本发明的设计合理、操作使用方便、可控制性好。
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公开(公告)号：CN103060795B
公开(公告)日：2015-01-07
申请号：CN201210480157.X
申请日：2012-11-22
Applicant: 北京工业大学
IPC: C23C24/10
Abstract: 一种熔覆层宽度实时可变的激光加工工作头属于激光加工技术领域。本发明包括凹面反射镜组、凸面反射镜组、保护镜片组和调节组：加工工作头集成的聚焦系统由凸面反射镜和凹面反射镜组成，通过优化光学设计，通过两者之间距离的变化，实现该聚焦系统输出焦距的变化。保护镜片的安装，有效抑制部分热辐射光进入激光谐振腔。对光纤激光器及半导体激光器而言，可以有效保证输出功率的稳定性。本加工工作头在激光熔覆过程中，可以实现熔覆层宽度的实时变化。
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公开(公告)号：CN103567636A
公开(公告)日：2014-02-12
申请号：CN201310432544.0
申请日：2013-09-22
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/24 , B23K26/064 , B23K26/14
CPC classification number: B23K26/24 , B23K26/046 , B23K26/14 , B23K26/1462 , B23K26/1464 , B23K26/703
Abstract: 本发明涉及一种适用于薄壁平面/曲面激光焊接以及激光热导焊工艺的可实现焊接效果各向同性的激光焊接工作头。该工作头具有独特的同轴焊接喷嘴设计，通过将焊接工作气体同激光束呈同轴状态输出至工件表面，达到同时控制光致等离子体和保护熔池的目的；其新颖的聚焦镜座体和紧凑宽幅面超音速气帘的设计，有效保证了聚焦镜长期稳定工作，保证了焊接质量的稳定性和可靠性，可很好满足薄壁平面/曲面及热导焊接工艺各向同性及焊接过程稳定性对焊接工作头的要求。本发明的设计合理、操作使用方便、可控制性好。
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公开(公告)号：CN100407518C
公开(公告)日：2008-07-30
申请号：CN200610089743.6
申请日：2006-07-14
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明涉及一种大功率固体激光器泵浦光的反射面的设计方法及装置，属于激光技术领域。采用本方法设计的反射面包括椭圆弧反射面(1)和圆弧反射面(2)。具体设计方法为先采用常规的方法设计椭圆反射面，再采用光线追迹法确定工作物质的位置，然后确定椭圆弧反射面和圆弧反射面的交点。过工作物质位置中心作主轴的垂线，该线与椭圆反射面有两交点，则交点与临界点之间的两段椭圆弧线即为所求的椭圆弧反射面。以泵浦灯中心为圆心，以两临界点为圆弧端点画弧，即可得该段圆弧反射面。以过工作物质中心并与主轴垂直的直线AB为对称线，画出另一半图形即得该整个泵浦腔反射面。本发明设计反射面所得泵浦效果好，大大提高激光器输出功率及光束质量。
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