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基于同轴视觉传感的激光熔丝直接能量沉积过程稳定性监测
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作者 蔡玉华 程新玉 +2 位作者 陈勇 熊俊 陈辉 《航空科学技术》 2025年第5期67-74,共8页
激光熔丝直接能量沉积(DED)技术兼顾成形精度和沉积效率,在航空航天及国防领域复杂金属构件的快速制造方面展现出广阔的应用前景。然而,激光熔丝DED过程稳定性监测手段不成熟及成形质量实时控制困难等问题严重限制了该方法的自动化程度... 激光熔丝直接能量沉积(DED)技术兼顾成形精度和沉积效率,在航空航天及国防领域复杂金属构件的快速制造方面展现出广阔的应用前景。然而,激光熔丝DED过程稳定性监测手段不成熟及成形质量实时控制困难等问题严重限制了该方法的自动化程度和成形构件的可靠性。本文提出了一种基于同轴视觉传感和深度学习的激光束与金属丝交点到沉积层表面距离(IPTD)表征方法,以实现激光熔丝DED沉积过程稳定性的实时检测。通过IPTD分类任务研究了三种不同卷积神经网络(CNN)模型从熔池图像中提取IPTD特征的能力。基于具有最佳分类性能的CNN模型设计了IPTD回归模型,研究并讨论了IPTD回归模型的拟合性能。与其他CNN模型相比,ResNet18模型具有最高的训练收敛速度和最佳的性能,分类精度达到0.996。IPTD回归模型在验证数据集上的平均绝对误差小于0.318mm。IPTD回归模型处理单帧熔池图像的耗时在4ms以内。研究结果表明,本文提出的沉积高度稳定性检测方法具有较高的检测精度,为复杂金属构件激光熔丝DED的高度稳定性控制提供了理论及技术基础。 展开更多
关键词 激光直接能量沉积 增材制造 在线监测 深度学习 成形质量
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基于改进的多体系统误差建模理论的激光拼焊生产线运动误差模型 被引量:15
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作者 辛立明 徐志刚 +1 位作者 赵明扬 朱天旭 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期61-68,共8页
采用改进的多体系统建模理论对激光拼焊生产线运动误差进行研究。用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态。在基于多体系统理论的误差建模基础上提出位置误差传递函数的概念,用来描述各个误差... 采用改进的多体系统建模理论对激光拼焊生产线运动误差进行研究。用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态。在基于多体系统理论的误差建模基础上提出位置误差传递函数的概念,用来描述各个误差源对位置精度的影响。根据激光拼焊生产线的结构特点,运用改进的多体系统理论精度分析理论,对激光拼焊生产线运动精度进行系统、全面的分析。采用Leica激光跟踪仪对激光拼焊线的运动误差进行检测,并将检测结果与误差模型分析结果进行对比,结果表明所建立的模型能有效预测激光拼焊线的运动误差。 展开更多
关键词 激光拼焊 多体系统理论 误差建模 位置误差传递函数 激光跟踪装置
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试析几种激光复合焊接技术 被引量:17
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作者 刘继常 李力钧 +1 位作者 朱小东 陈洪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期486-489,共4页
介绍了激光与其它热源进行复合焊接的几种方法 ,分析了这些复合焊接方法在保持激光焊接优点的基础上克服激光焊接缺陷的机理 ,最后指出这些复合焊接方法是激光焊接的一个发展趋势。
关键词 激光 复合焊接 机理 发展趋势
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工艺参数对激光透射焊接聚碳酸酯影响 被引量:11
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作者 王传洋 郝云 +1 位作者 沈璇璇 陈再良 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期57-60,共4页
利用激光透射焊接技术对聚碳酸酯(PC)塑料进行焊接,通过正交试验法研究了激光功率、焊接速度、碳黑含量对焊接强度和焊接质量的影响.探讨了热输入对焊接强度的影响,通过对焊缝显微形貌分析,进一步研究了炭黑含量对焊接质量的影响.结... 利用激光透射焊接技术对聚碳酸酯(PC)塑料进行焊接,通过正交试验法研究了激光功率、焊接速度、碳黑含量对焊接强度和焊接质量的影响.探讨了热输入对焊接强度的影响,通过对焊缝显微形貌分析,进一步研究了炭黑含量对焊接质量的影响.结果表明,对PC材料来说,激光功率是首要影响因素,其次是焊接速度,最后是碳黑含量.最佳的焊接工艺参数为激光功率40 W,焊接速度40 mm/s,含碳量0.1%.热输入对焊接质量有较大影响,热输入在0.5~1.3 J/mm可得到较好强度的焊件. 展开更多
关键词 激光透射焊接 焊接参数 聚碳酸酯塑料 热输入
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激光-MIG复合焊工艺及其在轨道交通领域应用现状 被引量:10
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作者 陈辉 苟国庆 +2 位作者 朱宗涛 杨涛 熊俊 《电焊机》 2015年第5期11-14,共4页
阐述了激光-MIG复合焊接的基本原理和特点;介绍了铝合金激光-MIG复合焊接的工艺特性、研究现状及其在轨道交通车辆行业的工业应用。激光-MIG复合焊接充分集成激光焊接与MIG焊接的优点,能有效解决铝合金焊接的诸多问题,在轨道交通领域将... 阐述了激光-MIG复合焊接的基本原理和特点;介绍了铝合金激光-MIG复合焊接的工艺特性、研究现状及其在轨道交通车辆行业的工业应用。激光-MIG复合焊接充分集成激光焊接与MIG焊接的优点,能有效解决铝合金焊接的诸多问题,在轨道交通领域将会得到更加广泛的应用。 展开更多
关键词 铝合金 激光-MIG复合焊接 工艺特性 工业应用
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激光焊机高精度带钢对中控制系统设计 被引量:9
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作者 孙鹤旭 马子涵 +1 位作者 陈海永 董砚 《电焊机》 北大核心 2013年第6期16-21,共6页
在冷轧生产线中,激光焊接用来焊接前带钢和尾带钢,从而实现连续生产。焊接前,前带钢和尾带钢的精确对中是决定焊接质量的一个重要步骤。在此提出一种高精度钢带对中伺服控制系统以实现带钢的精确对中控制方法。该对中控制系统以PLC为核... 在冷轧生产线中,激光焊接用来焊接前带钢和尾带钢,从而实现连续生产。焊接前,前带钢和尾带钢的精确对中是决定焊接质量的一个重要步骤。在此提出一种高精度钢带对中伺服控制系统以实现带钢的精确对中控制方法。该对中控制系统以PLC为核心控制器,通过Profibus-DP总线连接分布式I/O控制子系统和Simodrive 611U伺服控制器。利用MTS磁致伸缩位移传感器采集钢带边缘的位置信号,并通过Profibus-DP总线反馈给PLC,用来计算带钢与生产线中心线的偏差。设计了驱动器控制伺服电机的控制程序,实现了钢带的精确对中,现场的测试结果令人满意。 展开更多
关键词 激光焊机 对中控制 Simodrive 611U 伺服电机
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大功率半导体激光焊接2024和7075的试验研究 被引量:8
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作者 李娜 王智勇 +2 位作者 苏国强 鲍勇 左铁钏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期326-328,共3页
采用自主研制的1 000W半导体激光器,对2024和7075铝合金薄板进行了焊接。论文分析了不同工艺参数对于铝合金焊缝宏观成型和微观组织的影响。2024铝合金焊缝的沉淀析出物尺寸明显变小。试验研究表明焊接过程比较稳定,焊缝成型良好,得出... 采用自主研制的1 000W半导体激光器,对2024和7075铝合金薄板进行了焊接。论文分析了不同工艺参数对于铝合金焊缝宏观成型和微观组织的影响。2024铝合金焊缝的沉淀析出物尺寸明显变小。试验研究表明焊接过程比较稳定,焊缝成型良好,得出大功率半导体激光器适合于薄铝板的焊接。 展开更多
关键词 大功率半导体体激光器 焊接 铝合金
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复杂曲面有色金属3维激光拼焊的跟踪控制研究 被引量:4
8
作者 龚时华 喻俊峰 +2 位作者 黄禹 杨建中 王平江 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期587-590,595,共5页
为实现复杂曲面有色金属高功率激光拼焊过程中3维拼缝的精确跟踪,采用拼缝实时测量并进行拼缝形变动态补偿的方法,开展了基于7轴联动的3维拼缝焊接-测量一体化控制算法和关键技术的研究,包括运动控制数学模型、焊接与测量路径规划、焊... 为实现复杂曲面有色金属高功率激光拼焊过程中3维拼缝的精确跟踪,采用拼缝实时测量并进行拼缝形变动态补偿的方法,开展了基于7轴联动的3维拼缝焊接-测量一体化控制算法和关键技术的研究,包括运动控制数学模型、焊接与测量路径规划、焊接过程的实时检测与动态补偿等,并用4kW光纤激光器进行了厚度3mm以下有色金属焊接试验,验证了所提出的算法。结果表明,研究的3维拼缝焊接-测量一体化控制系统能够快速、准确地实现3维拼缝的实时焊接与动态补偿,满足3维焊接的跟踪控制精度要求。 展开更多
关键词 激光技术 激光焊接-测量一体化 3维拼缝 动态补偿 跟踪控制
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激光焊接发展现状及动向 被引量:28
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作者 樊丁 余淑荣 +1 位作者 张建斌 片山圣二 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2003年第1期15-18,共4页
论述了当前国际上激光焊接研究的现状和发展动向 ,着重讨论了激光焊接设备、焊接工艺与基础理论。
关键词 发展现状 激光焊接设备 激光焊接 质量控制 发展动向 焊接工艺
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间隙对不等厚板激光拼焊焊缝质量的影响及其补偿方法研究 被引量:6
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作者 陈东 赵明扬 +1 位作者 朱天旭 朱思俊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1489-1493,共5页
焊缝凹陷是激光拼焊板的常见缺陷之一,严重影响焊缝强度,间隙是产生焊缝凹陷的主要原因。基于理论分析和工艺试验,研究了间隙的产生原因和对焊缝质量的影响,分析了间隙与工艺参数等因素的关系。研究结果表明:在不等厚板激光拼焊中,允许... 焊缝凹陷是激光拼焊板的常见缺陷之一,严重影响焊缝强度,间隙是产生焊缝凹陷的主要原因。基于理论分析和工艺试验,研究了间隙的产生原因和对焊缝质量的影响,分析了间隙与工艺参数等因素的关系。研究结果表明:在不等厚板激光拼焊中,允许间隙的大小主要与偏移量、板厚组合、焊缝宽度以及薄板最小熔宽有关,薄板最小熔宽主要与钢板的材料有关。可以采用正偏移量对间隙进行补偿。该研究通过建立最大允许间隙和偏移量的计算公式,给出了间隙的偏移量补偿方法,从而提高了激光拼焊对间隙的适应能力。该结果可为优化工艺参数提供理论指导。 展开更多
关键词 激光拼焊 间隙 偏移量 不等厚板
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三维拼缝激光焊接的变形动态补偿 被引量:5
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作者 龚时华 喻俊峰 +1 位作者 杨建中 李斌 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期89-92,117,共4页
针对三维拼缝激光焊接过程中的变形扰动,为实现三维轨迹的精确跟踪,需要在焊接过程中进行拼缝轨迹实时测量和动态补偿.在五轴联动数控焊接机床上,利用激光视觉传感器实现三维拼缝焊接过程的实时测量,获取拼缝轨迹的偏差信息,将偏差信息... 针对三维拼缝激光焊接过程中的变形扰动,为实现三维轨迹的精确跟踪,需要在焊接过程中进行拼缝轨迹实时测量和动态补偿.在五轴联动数控焊接机床上,利用激光视觉传感器实现三维拼缝焊接过程的实时测量,获取拼缝轨迹的偏差信息,将偏差信息从测量坐标系转化到工件坐标系,实时补偿各运动轴的进给量,从而实现三维拼缝曲线焊接过程的动态补偿;分析了基于测量反馈的三维焊接闭环控制系统的稳定性,最后对所提出的算法进行了试验验证.结果表明,研究的三维拼缝实时测量与动态补偿方法能够满足三维激光焊接的跟踪控制要求. 展开更多
关键词 激光焊接 三维拼缝 动态补偿 视觉传感器
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选择性激光烧结聚苯乙烯拉伸强度研究 被引量:16
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作者 王传洋 陈瑶 董渠 《应用激光》 CSCD 北大核心 2014年第5期377-382,共6页
以聚苯乙烯粉末为原料,采用选择性激光烧结技术成型矩形试件,探讨了激光功率、扫描速度、单层厚度、扫描间距以及粉底温度对拉伸强度的影响。结果表明:工艺参数对拉伸强度具有较大影响,其中,激光功率对拉伸强度的影响最大,粉底温度的影... 以聚苯乙烯粉末为原料,采用选择性激光烧结技术成型矩形试件,探讨了激光功率、扫描速度、单层厚度、扫描间距以及粉底温度对拉伸强度的影响。结果表明:工艺参数对拉伸强度具有较大影响,其中,激光功率对拉伸强度的影响最大,粉底温度的影响最小。拉伸强度随着激光功率的增加呈现出增大的趋势,拉伸强度随着扫描速度的增大而降低。 展开更多
关键词 选择性激光烧结 聚苯乙烯 拉伸强度
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聚苯乙烯粉选择性激光烧结工艺参数优化 被引量:8
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作者 杨来侠 刘旭 张文明 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期44-49,共6页
对聚苯乙烯(PS)粉在激光功率20w、预热温度70℃、扫描间隔0.30min等工艺参数下,研究了扫描速度和层厚对烧结试样长度、宽度、高度相对误差及孔隙率等的影响,并在电镜下观察了烧结试样微观组织,对工艺参数进行优化。结果表明:PS... 对聚苯乙烯(PS)粉在激光功率20w、预热温度70℃、扫描间隔0.30min等工艺参数下,研究了扫描速度和层厚对烧结试样长度、宽度、高度相对误差及孔隙率等的影响,并在电镜下观察了烧结试样微观组织,对工艺参数进行优化。结果表明:PS粉烧结时,在不同工艺参数下会分为熔融区和微熔区,熔融区和微熔区烧结件长和宽均由于收缩变形而小于理论值;在熔融区,随着扫描速度和层厚的增大,长、宽尺寸精度越来越高;在微熔区,长、宽尺寸精度变化不大,同时试样由过深烧结到烧结不足,高度值由大变小,试样孔隙率逐渐增大。扫描速度对孔隙率影响较大,分层厚度对孔隙率影响较小,确定层厚在0.20~0.22mm、扫描速度在2100mm/s为最佳烧结工艺参数。 展开更多
关键词 聚苯乙烯 选择性激光烧结 相对误差 孔隙率
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CO_2激光焊接快速凝固耐热铝合金AA8009 被引量:4
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作者 丁荣辉 黎文献 +4 位作者 王日初 肖于德 马正清 余琨 路彦军 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期217-222,共6页
采用3种不同的焊接速度(0.6, 1.5和2.4 m/min), 对板厚为1 mm的耐热铝合金AA8009进行CO2激光焊接. 研究结果表明: 在焊接冷却速度为102~103 ℃/s时, 焊缝中心凝固组织为亚共晶组织, 大量细小的第二相粒子弥散分布在细小近等轴的α-A... 采用3种不同的焊接速度(0.6, 1.5和2.4 m/min), 对板厚为1 mm的耐热铝合金AA8009进行CO2激光焊接. 研究结果表明: 在焊接冷却速度为102~103 ℃/s时, 焊缝中心凝固组织为亚共晶组织, 大量细小的第二相粒子弥散分布在细小近等轴的α-Al中;在熔化区边界存在大量粗大的针状相分布在粗大胞状枝晶α-Al中;提高焊接速度可改善焊接接头组织和性能, 当焊接速度为2.4 m/min时, 焊缝组织类似于基材组织;焊接接头断裂发生在熔化区边界. 展开更多
关键词 快速凝固 耐热铝合金AA8009 CO2激光焊接
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激光拼焊生产线定位误差分析及其控制 被引量:5
15
作者 辛立明 徐志刚 +1 位作者 赵明扬 朱天旭 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第2期163-166,共4页
对激光拼焊生产线板材定位精度进行了分析与研究。详细介绍了该系统定位装置的组成及定位原理。通过对板材自身直线度误差、定位销定位误差和对中运动误差的分析,建立了激光拼焊生产线板材定位误差模型。根据系统定位机构特点提出了过... 对激光拼焊生产线板材定位精度进行了分析与研究。详细介绍了该系统定位装置的组成及定位原理。通过对板材自身直线度误差、定位销定位误差和对中运动误差的分析,建立了激光拼焊生产线板材定位误差模型。根据系统定位机构特点提出了过盈量作用机制来提高定位精度,通过对前后侧压紧力F1、F2以及过盈量I这3个主要参数的优化,在全自动激光拼焊生产线上实现良好的板材定位精度。对比试验验证了采用过盈量作用机制能有效减小板材定位误差,提高焊接质量。 展开更多
关键词 激光拼焊 定位误差 过盈量作用机制
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柔性化车顶激光钎焊夹具的设计与研究 被引量:5
16
作者 汤达 刘海江 +1 位作者 时轮 何燕妮 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第1期204-208,共5页
针对乘用车车身顶盖钎焊夹具存在的设备笨重、柔性化程度低等问题,设计了一种新型车顶钎焊夹具。详细叙述该夹具的机械结构和气动原理,介绍其与焊接机器人的通讯方式,运用有限元方法验证其在工作状态下是否满足现场要求,为设备调试提供... 针对乘用车车身顶盖钎焊夹具存在的设备笨重、柔性化程度低等问题,设计了一种新型车顶钎焊夹具。详细叙述该夹具的机械结构和气动原理,介绍其与焊接机器人的通讯方式,运用有限元方法验证其在工作状态下是否满足现场要求,为设备调试提供参考。设计实验确定工作参数,制作了样机并进行焊接实验,证明其在保证焊接质量的前提下,达到了高节拍、轻量化、柔性化的目标。 展开更多
关键词 随行夹具 产品设计 车身焊接 柔性化 有限元
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一种新型激光焊接同轴保护喷嘴的研制 被引量:4
17
作者 甘洪岩 李仕海 徐志刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第21期161-163,166,共4页
由于激光焊接侧吹保护效果及加工过程中的方便性和灵活性受到限制,设计并试制了激光焊接同轴保护喷嘴。根据激光焊接保护的特点,通过喷嘴结构的合理设计实现了两种气体单独控制的混合气体保护方式。利用该同轴保护喷嘴进行不锈钢激光叠... 由于激光焊接侧吹保护效果及加工过程中的方便性和灵活性受到限制,设计并试制了激光焊接同轴保护喷嘴。根据激光焊接保护的特点,通过喷嘴结构的合理设计实现了两种气体单独控制的混合气体保护方式。利用该同轴保护喷嘴进行不锈钢激光叠焊试验,分析同轴保护喷嘴对保护效果及焊接过程的影响。结果表明,此种结构喷嘴中的气路、气腔及出气口设计合理,出气均匀,保护效果良好,能够减少焊接烟尘和飞溅对聚焦镜的污染,并对其起到一定的保护作用。 展开更多
关键词 激光焊接 同轴保护 喷嘴结构 混合气体 飞溅
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LW21H激光焊机不同保护气体的工艺适应性研究
18
作者 钟世发 《山西冶金》 2025年第8期166-168,共3页
在激光焊接工艺中,保护气体的选择对焊接质量和效率影响重大。LW21H激光焊机原采用氦气作为保护气体,受限于氦气的高昂成本,探索将保护气体切换为氩气后的工艺适应性问题。聚焦于氩气在焊接功率、焊接速度、保护气体流量等工艺参数中的... 在激光焊接工艺中,保护气体的选择对焊接质量和效率影响重大。LW21H激光焊机原采用氦气作为保护气体,受限于氦气的高昂成本,探索将保护气体切换为氩气后的工艺适应性问题。聚焦于氩气在焊接功率、焊接速度、保护气体流量等工艺参数中的适配表现,系统分析其对焊接质量、焊缝成型的影响。通过开展实际焊接试验,明确了保护气体切换至氩气后焊接工艺参数的优化调整路径,为降低焊接成本、提升生产效益提供了可靠的理论支撑与实践指导。 展开更多
关键词 激光焊机 氩气 氦气 焊接工艺
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气相沉积CF改性PS的选择性激光烧结 被引量:3
19
作者 杨来侠 陈梦瑶 赵贞慧 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期52-56,共5页
由于普通碳纤维(CF)对聚苯乙烯(PS)烧结件弯曲强度的改善有限,在前期理论及实验基础上,对CF材料做气相沉积处理,制备PS/CF复合材料,再进行选择性激光烧结(SLS)实验,验证其增强效果;然后,改变经气相沉积法处理的CF与PS的配比,分析CF含量... 由于普通碳纤维(CF)对聚苯乙烯(PS)烧结件弯曲强度的改善有限,在前期理论及实验基础上,对CF材料做气相沉积处理,制备PS/CF复合材料,再进行选择性激光烧结(SLS)实验,验证其增强效果;然后,改变经气相沉积法处理的CF与PS的配比,分析CF含量对制件强度及精度的影响;最后结合扫描电子显微镜(SEM)观察烧结件断面内部结构并进行分析。结果表明,经气相沉积处理的CF含量为10%时复合材料的弯曲强度较高,达10.17 MPa,比纯PS制件提高约76.3%。微观形貌SEM显示,随着CF含量的增加,孔隙量增加,从而导致SLS烧结件的强度降低。 展开更多
关键词 选择性激光烧结 聚苯乙烯 气相沉积处理 碳纤维 弯曲强度
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大型激光叠焊系统研究与开发 被引量:2
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作者 辛立明 徐志刚 +1 位作者 赵明扬 邹媛媛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期219-225,共7页
介绍一种新型激光叠焊系统,利用该系统可将尺寸范围为12.0m×1.5m厚度不等的两块不锈钢板重叠焊接在一起。针对大尺寸不锈钢板尺寸大、易变形等特点提出了主—辅式压紧机构,有效地控制了焊接过程中大尺寸板材的变形并消除了板材间隙... 介绍一种新型激光叠焊系统,利用该系统可将尺寸范围为12.0m×1.5m厚度不等的两块不锈钢板重叠焊接在一起。针对大尺寸不锈钢板尺寸大、易变形等特点提出了主—辅式压紧机构,有效地控制了焊接过程中大尺寸板材的变形并消除了板材间隙;设计了ufxyz型四轴联动方案:u轴与x轴同向,u轴驱动钢板进行大范围运动,x轴驱动激光头小范围运动。u轴与x轴的复合运动提高系统精度的同时提高了系统焊接动态响应速度。对实际焊接板材进行试验验证,结果表明使用该系统进行焊接的钢板可承受压强最大能达到6.1MPa。 展开更多
关键词 大型激光叠焊 有限元分析 多体系统 误差建模
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