Abstract ：

航空发动机因内流道结构的入口端和出口端不同，其焊接问题是一大难题，如何在实际焊接中做到焊缝熔宽连续可控已成为研究热点。针对GH3128高温合金开展环芯组合光纤进行激光搭接焊研究，通过纯中心激光焊接得到了焊缝深度为1.5 mm的工艺参数，在此基础上通过环芯组合焊接得到了实际熔深为1.51～1.81 mm、熔宽为0.25～0.75 mm的焊缝，对环芯组合光纤激光器的中心光束和环形光束传播规律及焊缝形貌调控原因进行分析。分析发现，环形光束的加入有利于降低激光束照射到材料表面的温度梯度，从而影响焊缝成形，通过环芯组合的激光焊接可得熔深合理、熔宽连续调控的GH3128薄板搭接焊缝。

Keyword ：

焊缝 熔宽 环芯组合光纤 GH3128薄板

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[目的]在不锈钢热沉的加工过程中,激光焊接和充压胀形是其中的关键工艺,这两种工艺的加工质量将直接影响到不锈钢热沉的成形和使用性能.因此,对不锈钢热沉的焊接工艺和充压胀形工艺进行了研究,以保证热沉加工工艺的可靠性.[方法]通过有限元仿真模拟的手段,分析了不锈钢板热沉不同焊接顺序下的应力变形.以焊后状态为初始条件进行了对应顺序下充压胀形过程的应力变形仿真模拟.[结果]结果表明,采用焊接顺序二,即按照先进行不锈钢板内部圆形焊道的焊接,再进行外围长直边焊道的焊接,其中内部圆形焊道采用沿矩形板的长边方向依次焊接的焊接顺序,可有效控制焊接过程的应力变形,使不锈钢板工件在较高的充压载荷条件下仍能保持较小的变形.[结论]得到了最优的焊接顺序和充压胀形工艺规范,可为航天器不锈钢板热沉的研制和生产制造提供理论指导.

Keyword ：

充压胀形 不锈钢板热沉 工艺参数 有限元模拟

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采用光谱仪探测CO2激光深熔焊接等离子体及光纤激光焊接羽辉的光谱信号,分别利用波尔兹曼图法和相对强度法计算获取CO2激光焊接等离子体的温度,并以较优的一种方法计算光纤激光羽辉温度.结果发现,对于同一个等离子体,采用相对强度法时,选择不同谱线获得的等离子体温度差异很大;当采用波尔兹曼图法时,使用不同谱线组合获得的等离子体温度非常接近.通过对两种方法获得结果的分析,认为采用波尔兹曼图法计算得到的等离子体温度精度更高,更具有可比性.而后采用波尔兹曼图法计算羽辉温度,发现光纤激光焊接羽辉辐射的谱线中连续谱强度不可忽略,与等离子体温度的计算略有不同.

Keyword ：

相对强度法 波尔兹曼图法 光致等离子体 激光焊接 电子温度

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Weld seam tracking is the key technology for achieving automated welding. In this paper, a seam tracking method based on a line array camera and a feature recognition algorithm is constructed to provide gapless seam recognition under laser welding. The workpiece surface image is captured by a line array camera and denoised by mean filtering. By analyzing the gray value of the image, the change in the gray value of the image, the gray gradient of the image, and the width of the weld area, the weld track is identified, and the identification and tracking of the gapless weld are realized. Welding experiments are conducted, and the results show that the error of the weld identification method based on a line array camera is less than 0. 05 mm. Weld seam tracking experiments on welds with different a gap are conducted, and the results show that the proposed method has a good recognition effect for welds with a gap less than 0. 3 mm. © 2023 Universitat zu Koln. All rights reserved.

Keyword ：

laser welding welded identification gapless weld laser technique line array camera

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焊缝跟踪是实现自动化焊接的关键，针对激光焊接下的近无间隙焊缝轨迹，提出了基于线阵相机和特征识别算法的焊缝追踪方法。通过线阵相机获取工件表面图像，使用均值滤波对图像进行降噪处理。通过分析图像的灰度值、图像灰度值变化、图像的灰度值梯度、焊缝区域宽度识别焊缝轨迹，实现了无间隙焊缝的识别和跟踪。通过焊接试验测试得到基于线阵相机的焊缝识别方法误差小于0.05 mm。通过对不同间隙的焊缝进行焊缝追踪试验证明了该方法对于间隙小于0.3 mm的焊缝具有良好的识别效果。

Keyword ：

激光技术 线阵相机 焊缝识别 无间隙焊缝 激光焊接

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为了研究不同工艺参数对TC4钛合金与连续编织碳纤维增强聚醚醚酮基复合材料（CFPEEK）的激光焊接接头的影响规律，并对焊接工艺窗口进行预测，使用ABAQUS软件建立基于热传导的有限元仿真模型，计算TC4钛合金/CFPEEK激光焊接接头的温度场分布。针对CFPEEK中连续编织碳纤维的实际铺层情况，在建模时对复合材料进行分层处理，将碳纤维层视为正交性质的材料。在此基础上探究了激光功率、焊接速度、光斑尺寸对焊缝熔化深度及宽度的影响规律，计算结果与实际试验结果吻合度较高，激光功率、焊接速度、光斑尺寸等工艺参数均对接头结合处的温度有较大影响。经过多组参数的计算，得到了TC4钛合金/连续编织CFPEEK激光连接的预测工艺窗口。结果表明，所建立的有限元模型能够有效模拟连续编织CFPEEK与TC4钛合金激光连接的温度场分布，对实际试验有一定指导意义，可降低试验成本。

Keyword ：

激光技术 TC4钛合金 数值模拟 激光连接 碳纤维增强复合材料

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光纤激光深熔焊接羽辉可分为底部摆动羽辉和类似于激光束聚焦形态的狭长形羽辉.采用 6 kW的光纤激光焊接低碳钢,对比研究了旁轴高速保护气流对这两部分羽辉的影响.结果表明,高速保护气流对狭长形羽辉具有明显的抑制效果,但其流向对焊接过程稳定性的影响则明显不同:气流逆焊接方向时飞溅多、熔深浅、焊缝成形差;气流沿焊接方向时飞溅少、熔深加深、焊缝成形良好,保护气流逆焊接方向时,小孔口前部凸起液柱发生偏折,小孔口缩小、熔池波动更剧烈.进一步分析表明,保护气流逆焊接方向时,小孔口前部凸起液柱向小孔口偏折并堵塞小孔、影响底部摆动羽辉的喷发是致使焊接过程稳定性恶化的主要原因.在光纤激光焊接中,布置保护气时应该考虑其流向对底部摆动羽辉喷发状态的影响.

Keyword ：

羽辉 气流方向 焊缝表面形态 光纤激光 焊接缺陷

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采用准连续脉冲激光焊接技术，以叠焊方式，对法布里-珀罗腔光纤声传感器的膜片、外环及内环三者进行激光焊接固定。以单因素试验方法研究了峰值功率、脉冲宽度、离焦量等参数对焊缝熔深以及熔宽的影响规律。设计正交试验，研究上述三个参数对焊缝熔深以及内环熔宽的影响主次大小，最后确定适用于振膜结构的最佳焊接参数：峰值功率380 W,脉冲宽度4 ms,离焦量+4 mm,以上参数组合不仅可以确保振膜结构不被焊穿，而且使内环熔宽尺寸相对较大。

Keyword ：

准连续脉冲激光焊接 正交试验 焊接参数 单因素试验

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奥氏体不锈钢管道因为具有较好的耐腐蚀性能、较高的高温强度、易于加工硬化以及在固溶状态下无磁性等优点而被广泛应用于高性能服役设备中.但奥氏体不锈钢的热膨胀系数较大,焊接过程中产生的应力容易导致焊缝变形,并且其热导率较低,导致熔池流动性差,焊接过程中容易产生气孔、夹杂物等缺陷.因此以奥氏体不锈钢管道窄间隙激光全位置焊接为研究对象,采用Fluent仿真软件对激光焊进行了数值模拟,研究了不同激光功率和焊接速度情况下的焊接接头温度场分布和焊缝形状特征;开展了机器人焊接过程各种典型空间位置窄间隙激光焊接试验研究,得到了激光功率、焊接速度和离焦量等焊接参数对焊缝成形的影响规律,为不锈钢管道全位置机器人焊接提供基础数据.

Keyword ：

不锈钢管道 焊缝成形 窄间隙激光焊 焊接机器人

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主动热防护构件作为航空航天领域的重要结构，光纤激光焊接是该类结构的优选制造工艺。苛刻的服役环境对焊缝成形、表面保护及气孔缺陷提出了很高的综合要求。基于侧吹保护的光纤激光非穿透深熔焊接工艺试验，采用超景深显微镜、数字RT检测及灰度处理等设备及方法，系统分析光气间距、气体输送角度、保护气输出长度及气体流量等参数对焊缝成形、焊缝保护效果及气孔的影响规律。结果表明，保护气流量及光气间距对焊缝形貌及气孔率影响较大，正值光气间距参数下焊缝气孔率较低，气孔率同保护气流量正相关。基于优化的气体保护参数，优化了喷嘴结构，实现了主动热防护凹槽三维构件的激光焊接制造，并通过台架测试。

Keyword ：

侧吹保护 主动热防护结构 光纤激光 焊缝形貌 气孔缺欠

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