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公开(公告)号：CN113210852A
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN202110421193.8
申请日：2021-04-19
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种基于孔口直径畸变率原位测量的激光焊接过程监测方法，属于激光材料加工领域。本发明采用照明光辐照焊接熔池，高速摄像配置中心波长与照明光波长一致的窄带滤光片观测小孔口。将孔口纵向直径(沿焊接方向)与横向直径的比值表征为孔口的畸变率，其大小反映了小孔前壁表面激光致蒸汽对小孔后壁的冲击及与此相关的气孔、飞溅和焊缝表面成形等焊接缺陷。即利用孔口畸变率的大小可监测焊接过程。照明激光波长为0.1μm～1μm，功率为0.01W～200W；高速摄像镜头与焊接板材表面的夹角为10°～90°；焊接用激光波长为0.1μm～20μm，功率为0.3kW～500kW。该方法通过测量孔口畸变率大小的方式监测激光焊接过程缺陷，简单高效。
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公开(公告)号：CN119407376A
公开(公告)日：2025-02-11
申请号：CN202411617962.1
申请日：2024-11-13
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明提供了一种激光焊接熔池保护状态的原位实时监测方法，属于激光材料加工技术领域，本发明利用不同的激光焊接熔池表面保护状态对探测激光吸收率的差异，在焊接过程中实时监测探测激光的反射光强，通过对比反射激光引起的探测激光器输出电压信号的变化识别熔池表面的保护状态。在激光焊接过程中，探测激光束作用于熔池表面，保护气流对熔池保护效果的变化将导致熔池表面氧化程度不同，使得反射激光强度存在明显差异，通过探测激光反射光强的变化监测保护气体对熔池的保护效果。本发明采用上述的一种激光焊接熔池保护状态的原位实时监测方法，能够快速、原位、实时监测保护气流对熔池的保护效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111299837A
公开(公告)日：2020-06-19
申请号：CN201911183704.6
申请日：2019-11-27
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/342 , B33Y10/00
Abstract: 一种基于丝材热导焊的高效激光增材制造方法，属于激光材料加工领域。本发明的特征在于：激光束与后置丝材的作用位置位于熔池上方；以热导焊模式熔化丝材形成熔滴，丝材的反射光预热熔滴下方的基材，同时熔滴与基材间进行冶金连接；通过工作台或激光头的升降遵循点-线-面-体路线制造各种结构的金属零部件。相比于三维传热式的激光增材制造方法，该方法采用位于熔池上方的激光熔化丝材属于一维传热，可大幅降低材料的热传导损耗，提高熔化效率；另一方面，反射光对基材的预热可促进熔滴在母材上的铺展，进一步提高激光能量的利用率。此外，采用热导焊模式可避免材料剧烈蒸发蒸气的扰动，提高增材制造过程的稳定性，避免飞溅颗粒和气孔的形成。
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公开(公告)号：CN119407323A
公开(公告)日：2025-02-11
申请号：CN202411617960.2
申请日：2024-11-13
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/24
Abstract: 本发明提供了一种外层激光束围绕型旋转辅助高功率激光的复合焊接方法，属于激光材料加工技术领域。焊接过程中，内层高功率激光束作用于待焊工件表面并形成匙孔，外层低功率旋转激光束围绕内层高功率激光束所产生的匙孔旋转，以精确调控匙孔壁面上的激光致蒸发蒸汽，使匙孔壁面受力更加均匀，进而抑制匙孔坍塌。本发明采用上述的一种外层激光束围绕型旋转辅助高功率激光的复合焊接方法，焊接过程更稳定，所获得的焊缝质量较高，不易形成气孔、塌陷和裂纹等缺陷。
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公开(公告)号：CN116539545A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310729900.9
申请日：2023-06-20
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种测量激光焊接中材料对入射激光的吸收率的方法，应用于激光材料加工技术领域。采用非穿透激光焊接方式，并测量焊缝横截面中熔合线轮廓、焊缝横截面积和熔化体积、焊接前后板材的质量亏损；通过比对温度场中熔点等温线与焊缝截面中的熔合线，当二者匹配一致时，温度场模拟中设置的吸收率即为材料热传导所需的对入射激光的吸收率A1；计算克服熔池熔化潜热所需吸收率为A2；以焊接前后板材的质量损失来表征材料的蒸发烧蚀质量，进而得出克服蒸发潜热所需的吸收率为A3。材料对入射激光的吸收率A＝A1+A2+A3。本发明可以简易、快速、准确获取材料对入射激光的实际吸收率。
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公开(公告)号：CN119407322A
公开(公告)日：2025-02-11
申请号：CN202411617953.2
申请日：2024-11-13
Applicant: 北京工业大学
IPC: B23K26/24
Abstract: 本发明提供了一种外层焦点旋转辅助高功率激光复合焊接装置，属于激光焊接技术领域，包括竖直形光路系统、L形光路系统和复合光路系统，所述竖直形光路系统包括由上至下依次设置的第一光纤激光器、第一准直透镜和光束导向元件；所述L形光路系统包括由上至下依次设置的第二光纤激光器、第二准直透镜和反射镜；所述复合光路系统包括由上至下的合束镜和聚焦透镜，所述合束镜用于将来自竖直形光路系统和L形光路系统的激光束合并，所述聚焦透镜用于将合并后的激光束聚焦至待焊工件表面。本发明采用上述的一种外层焦点旋转辅助高功率激光复合焊接装置，可以解决激光焊接过程中匙孔稳定性较差等问题，适用于金属材料的激光焊接。
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公开(公告)号：CN116698916A
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202310728949.2
申请日：2023-06-20
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01N25/48
Abstract: 本发明公开了一种不同物态的材料对入射激光吸收率的测量方法，应用于激光材料加工技术领域。包括以下步骤：激光基于热导焊接模式作用于材料表面，进行扫描焊接实验；获取实验后的材料熔化潜热吸收率、材料蒸发潜热吸收率、材料热传导吸收率；计算材料表面对入射激光在出光时间内的平均吸收率；变更激光的参数，获得不同条件下的平均吸收率；基于不同条件下的吸收率计算材料表面激光致固态相时间在总出光时间中占比的变化规律；根据材料固态相时间在激光总出光时间中的不同占比，逆向分析材料表面固‑液‑汽三态演化中对入射激光的吸收。本发明具有原理清晰，操作简单、快速、准确的优点。
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