激光-脈沖MIG復合電弧等離子體的光譜信息研究.pdf

1、激光電弧復合焊自誕生起就以其獨特的優(yōu)勢在工程領域得到了迅速的推廣運用并在科研領域備受關注和推崇。目前激光電弧復合焊接的研究主要集中在工藝應用和開發(fā)方面。有關激光電弧復合焊接機理的探索尚處在起步階段。通過復合電弧等離子體光譜信息的獲取能夠求得其內(nèi)部物理參數(shù),間接反映其能量輸入的變化,這都將從微觀層面助推復合焊機理的探討。
　　 本文利用自主搭建的Nd:YAG激光-脈沖MIG復合焊接平臺進行復合電弧等離子體的光譜信息研究。采用光譜信

2、息、高速攝影、電信號的同步檢測系統(tǒng)使得三種信息能以時間作為對照進行同步處理。以探針點掃描方法對脈沖MIG電弧、激光-脈沖MIG電弧等離子體區(qū)域進行光譜信息的提取。高速攝影、電信號輔助光譜信息的檢測和分析,為激光-脈沖MIG復合電弧等離子體光譜信息的研究提供便利。
　　 首先對電弧等離子體區(qū)域各個掃描點提取的光譜信號進行了特征譜線的標定、頻域分析、光譜總輻射強度的分析。頻域分析表明復合后特征譜線變強。利用光譜總輻射強度分布在復合前

3、后的變化判斷出:復合后峰值狀態(tài)下焊接電弧輻射強度重心下移,輻射能量在激光作用位置附近的集中凸顯;復合后基值狀態(tài)下焊接電弧輻射區(qū)域向激光作用位置擴展,Y軸方向輻射強度區(qū)域變窄,總體輻射強度增強。
　　 在上述分析的基礎上對各個掃描點進行了光譜診斷。對光譜診斷相關理論進行了說明。簡述了Stark展寬法計算電子密度的原理,Boltzmann圖法計算電子溫度的原理。本文利用Stark展寬法計算電子密度,選用 ArI696.5431 nm