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激光切割在非金属材料加工中的应用研究
1
作者 韩立洋 王涛 +1 位作者 马服辉 石佑敏 《内燃机与配件》 2025年第9期61-63,共3页
随着激光技术的发展,激光切割在非金属材料加工中的应用逐渐普及。深入探讨了激光切割的发展和基本原理,分析了非金属材料物理特性对激光切割的影响,总结当前激光切割在非金属材料加工中的应用案例,并对其技术挑战和未来的研究方向进行... 随着激光技术的发展,激光切割在非金属材料加工中的应用逐渐普及。深入探讨了激光切割的发展和基本原理,分析了非金属材料物理特性对激光切割的影响,总结当前激光切割在非金属材料加工中的应用案例,并对其技术挑战和未来的研究方向进行了展望,为相关研究工作提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 激光 切割 非金属材料 加工技术
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基于田口法激光切割铝合金工艺参数优化 被引量：2
2
作者 徐珖韬 杨伟 +2 位作者 刘建 杨唐绍 张宏宇 《热加工工艺》 北大核心 2025年第5期36-40,共5页
为提高激光切割铝合金质量,开展了以激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力为试验因素,以切缝宽度和切割面粗糙度为质量表征的正交试验。应用田口法和方差法分析各试验因素对切割试件质量的影响程度,确定激光切割铝合金的最优参数... 为提高激光切割铝合金质量,开展了以激光功率、切割速度、离焦量和辅助气体压力为试验因素,以切缝宽度和切割面粗糙度为质量表征的正交试验。应用田口法和方差法分析各试验因素对切割试件质量的影响程度,确定激光切割铝合金的最优参数组合。通过验证试验,得出采用优化后的参数切割铝合金质量更稳定,切缝宽度较小,切割精度更高;切割面粗糙度更小,切口更光滑。 展开更多
关键词 激光切割 铝合金 田口法
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激光测距技术在热轧加热炉装钢定位系统改造中的应用 被引量：1
3
作者 于任飞 王忠朋 +4 位作者 孙伟 宁腾 赵国明 刘占全 刘德辉 《冶金设备管理与维修》 2025年第4期9-11,共3页
随着激光技术的发展,应用激光测量距离和检测带钢位置变为可能。经对标发现鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司1580热轧线存在加热炉装钢板坯定位精度低、卷取对尾需依赖人工操作等问题。引入激光测距技术及先进的智能控制手段对产线加... 随着激光技术的发展,应用激光测量距离和检测带钢位置变为可能。经对标发现鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司1580热轧线存在加热炉装钢板坯定位精度低、卷取对尾需依赖人工操作等问题。引入激光测距技术及先进的智能控制手段对产线加热炉装钢定位系统进行改造,有利于提升现有带钢产品质量,减少操作员人工干预,降低企业生产成本,提高企业核心竞争力。 展开更多
关键词 激光测距 装钢定位 卷取对尾
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水导激光多层级对称耦合装置设计及其射流稳定性分析 被引量：1
4
作者 周嘉禾 吴胜奇 +3 位作者 钟胜波 李芝春 黄诺帝 朱利民 《激光技术》 北大核心 2025年第3期317-322,共6页
光水耦合是水导激光加工中的关键环节,对加工效率和加工质量都有着至关重要的影响。为了进一步节省耦合装置的加工成本,实现低入口压力下腔内水压的均匀分布和射流的稳定,提高耦合装置性能和水导激光加工质量,设计了一种具有多层级对称... 光水耦合是水导激光加工中的关键环节,对加工效率和加工质量都有着至关重要的影响。为了进一步节省耦合装置的加工成本,实现低入口压力下腔内水压的均匀分布和射流的稳定,提高耦合装置性能和水导激光加工质量,设计了一种具有多层级对称流道的光水耦合装置结构。对耦合装置的流场分布进行了数值模拟仿真,分析了耦合腔内部的速度矢量、流线分布以及喷嘴口出射液流的形态。结果表明,光水耦合装置内各截面流场速度矢量分布均匀,无局部波动存在,射流在喷嘴出口处的速率可达40 m/s,出射后的稳定长度可达120 mm;在入流压力1.0 MPa、喷嘴孔直径250μm的条件下,喷嘴孔处出射液流平衡稳定无波动,实际稳定长度约为85 mm。该光水耦合装置结构合理可靠,能够满足水导激光加工系统的设计和使用要求。 展开更多
关键词 激光技术 水导激光 耦合装置 结构设计 计算流体力学仿真
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基于响应面粒子群优化算法的低碳钢板激光切割参数优化
5
作者 潘冬旺 田晓青 +2 位作者 王宰宇 刘钊 宋术丰 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期1032-1038,共7页
为了获得良好的低碳钢板激光切割质量,得到最佳的激光切割工艺参数,文章以3mm厚的Q235低碳钢板为研究对象,应用Box-Behnken方法进行实验设计,以切面粗糙度Ra、Rz以及零件宽度尺寸误差表征切割面质量,系统地研究激光功率、切割速度、辅... 为了获得良好的低碳钢板激光切割质量,得到最佳的激光切割工艺参数,文章以3mm厚的Q235低碳钢板为研究对象,应用Box-Behnken方法进行实验设计,以切面粗糙度Ra、Rz以及零件宽度尺寸误差表征切割面质量,系统地研究激光功率、切割速度、辅助气体压力和焦点位置对切割质量的影响规律。实验结果表明:切割面粗糙度的大小主要取决于切割速度和焦点位置;尺寸误差的大小主要取决于激光功率和焦点位置;焦点位置是影响切割面质量的主要因素。根据实验测量结果得到响应面模型,结合粒子群多目标优化算法求得最佳工艺参数为激光功率2 048W、切割速度3.64m/min、辅助气体压力0.81bar、焦点位置7.26mm,并获得粗糙度和尺寸误差的预测值;该参数组合下切割零件的实际测量粗糙度和尺寸误差均在预测值的波动范围内,且切割面质量较好,证明了优化结果的准确性和有效性。 展开更多
关键词 激光切割 工艺参数 响应面法 粒子群优化
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基于修正固有应变法的选区激光熔化成形SK型静态混合器残余应力预测
6
作者 陈意 周文奇 +2 位作者 张震 巩建鸣 耿鲁阳 《压力容器》 北大核心 2025年第4期48-55,共8页
针对选区激光熔化(SLM)成形过程中较大温度梯度引起的残余应力,影响零件使用范围与使用寿命的问题,采用修正固有应变(MIS)法,对SLM成形SK型静态混合器的残余应力分布进行预测,并以相同的工艺参数打印同尺寸的SK型静态混合器,使用X射线衍... 针对选区激光熔化(SLM)成形过程中较大温度梯度引起的残余应力,影响零件使用范围与使用寿命的问题,采用修正固有应变(MIS)法,对SLM成形SK型静态混合器的残余应力分布进行预测,并以相同的工艺参数打印同尺寸的SK型静态混合器,使用X射线衍射(XRD)法对其残余应力进行测量。结果表明,MIS能够高效、准确地预测SLM成形SK型静态混合器的残余应力,与XRD测量结果相比,预测误差小于15%;对不同叶片扭转角度的SLM成形SK型静态混合器的残余应力进行预测,发现轴向应力随叶片扭转角度的增加明显增大。研究结果可为SK型静态混合器的残余应力的预测提供参考。 展开更多
关键词 SK型静态混合器 选区激光熔化 固有应变法 残余应力
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光纤激光水下切割20 mm厚Q235钢板的实验研究 被引量：1
7
作者 储文焘 陈谦哲 +1 位作者 韩良华 刘列 《激光技术》 北大核心 2025年第4期590-596,共7页
为了优化激光水下切割技术在核设施和船舶领域的应用,提升Q235钢板的切割质量,采用了单因素和正交试验相结合的方法,将气体压力、激光功率和切割速率作为主要变量,进行了实验验证。结果表明,气体压力显著影响切割面粗糙度,激光功率对挂... 为了优化激光水下切割技术在核设施和船舶领域的应用,提升Q235钢板的切割质量,采用了单因素和正交试验相结合的方法,将气体压力、激光功率和切割速率作为主要变量,进行了实验验证。结果表明,气体压力显著影响切割面粗糙度,激光功率对挂渣量影响最大;最优参数为气体压力0.8 MPa、激光功率4 kW、切割速率3.5 mm/s,此时切割效果最佳;宏观与微观分析还揭示,切割过程中存在分层现象,主要包括上层、中层、下层及挂渣层。这些结果有助于进一步优化激光切割参数,提高Q235钢板水下切割的精度和效率。 展开更多
关键词 激光技术 最优参数 正交试验 激光水下切割 Q235钢板 分层
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基于多目标免疫聚类算法的激光切割路径优化
8
作者 崔晨浩 陈东 +1 位作者 王国华 徐子寒 《应用激光》 北大核心 2025年第4期141-155,共15页
针对激光切割过程中的内轮廓优先约束、多重嵌套,以及人工免疫算法的局部收敛性差、执行效率差等问题,提出一种多目标聚类和自适应人工免疫相结合的激光切割路径优化方法。该方法将路径优化问题转换为具有优先约束的广义旅行商问题,在... 针对激光切割过程中的内轮廓优先约束、多重嵌套,以及人工免疫算法的局部收敛性差、执行效率差等问题,提出一种多目标聚类和自适应人工免疫相结合的激光切割路径优化方法。该方法将路径优化问题转换为具有优先约束的广义旅行商问题,在确定多重嵌套部件之间的关系后,采用多目标聚类算法优化目标函数,改进抗体群体的初始化和克隆增殖;在人工免疫算法交叉和变异的过程中,添加自循环交叉和自适应变异算子,实现激光切割路径的优化。试验表明:优化后的算法在求解广义旅行商的数据集时,相比最优解的平均误差为0.24%。在激光切割试验中,优化后算法的收敛次数相较于人工免疫算法减少67.68%;空移路径相较于人工免疫算法、人工免疫蚁群混合算法、免疫粒子群算法分别减少了10.31%、8.21%和4.81%,激光切割效率显著提升。 展开更多
关键词 激光切割 路径优化 广义旅行商问题 人工免疫算法 模糊C均值聚类算法
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激光切割速度对铁基非晶合金磁性能的影响
9
作者 周浩 邓淼文 +1 位作者 杨元政 时俊磊 《热加工工艺》 北大核心 2025年第5期46-50,共5页
利用激光切割技术对铁基非晶带材进行切割,在功率75 W、辅助气压0.1 MPa保持不变的条件下,分别用1、4、8 m/min三种不同切割速度制备得到环形叠片结构的铁基非晶磁芯。结果表明:相较未被激光切割处理的磁芯,激光切割制备的磁芯在直流测... 利用激光切割技术对铁基非晶带材进行切割,在功率75 W、辅助气压0.1 MPa保持不变的条件下,分别用1、4、8 m/min三种不同切割速度制备得到环形叠片结构的铁基非晶磁芯。结果表明:相较未被激光切割处理的磁芯,激光切割制备的磁芯在直流测试下的矫顽力和交流测试条件下的损耗均有所上升。当激光切割速度为8 m/min时,铁基非晶合金的软磁性能恶化最小,矫顽力和损耗上升的最少。这是由于随着激光切割速度的增加,单位时间内激光集中在铁基非晶合金上的能量减少,热影响区和晶化区的大小都减小,对铁基非晶合金非晶态的影响减小。 展开更多
关键词 激光切割 铁基非晶合金 软磁性能 热影响区 热处理
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激光切割技术在热轧成品检验中的应用与实践
10
作者 杨志权 曹敬虎 +3 位作者 雷娜 夏碧峰 周志超 张秀丽 《冶金标准化与质量》 2025年第3期44-48,共5页
本文探讨了激光切割技术在热轧成品检验中的应用。介绍了激光切割技术的原理和特点,以及其在热轧成品检验中的具体应用,包括试样制备、尺寸测量和缺陷检测等方面。通过实际案例分析,展示了激光切割技术在提高检验精度和效率方面的优势... 本文探讨了激光切割技术在热轧成品检验中的应用。介绍了激光切割技术的原理和特点,以及其在热轧成品检验中的具体应用,包括试样制备、尺寸测量和缺陷检测等方面。通过实际案例分析,展示了激光切割技术在提高检验精度和效率方面的优势。最后,对激光切割技术在热轧成品检验中的发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 激光切割技术 热轧成品检验 试样制备 缺陷检测
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基于激光切割加工的理论分析及应用
11
作者 严侃 《中国金属通报》 2025年第11期153-155,共3页
本文列举了影响激光切割板材的七种工艺方法:激光切割打孔点及引线、环形辅助切割路径、激光切割优化排样、共边切割、交互激光冲毁、激光束半径补偿、空行程处理,逐一分析了上述七种工艺方法的优缺点和适用条件。综合分析可知在实际生... 本文列举了影响激光切割板材的七种工艺方法:激光切割打孔点及引线、环形辅助切割路径、激光切割优化排样、共边切割、交互激光冲毁、激光束半径补偿、空行程处理,逐一分析了上述七种工艺方法的优缺点和适用条件。综合分析可知在实际生产中应结合零件的材料、厚度和形状,充分考虑上述七种激光切割工艺方法的各种特点,优化切割工艺,使工艺方法达到最佳,以期在保证加工零件处于较高的切割精度下,尽可能地提高零件的质量,减少废品率,降低加工成本,提高生产效率。 展开更多
关键词 激光切割 板材 工艺方法 优化
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激光切割技术及其在机械加工中的应用 被引量：1
12
作者 赵思禹 《内燃机与配件》 2025年第6期112-114,共3页
激光切割技术是一项先进的制造工艺,其最明显的优势就是加工速度快、效率高,能为生产制造的各行各业提供更好的选择。现如今,如何将激光切割技术更为高效地应用在生产加工过程中,是人们越来越关注的问题,因为这直接关系到生产效率。因此... 激光切割技术是一项先进的制造工艺,其最明显的优势就是加工速度快、效率高,能为生产制造的各行各业提供更好的选择。现如今,如何将激光切割技术更为高效地应用在生产加工过程中,是人们越来越关注的问题,因为这直接关系到生产效率。因此,需要机械加工企业在加大此项技术的创新研发力度,完善中国机械加工体系的同时,重视激光切割技术,促进各种机械产品的制造水平能够得到全面提升。本文将就激光切割技术在机械加工中的应用展开分析讨论,旨在为同行业人士提供科学的参考意见。 展开更多
关键词 激光切割 机械加工 实践应用
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亚音速气流下不同空间位置激光烧蚀行为 被引量：1
13
作者 刘肖影 韦成华 +1 位作者 黄舒宇 芦凤桂 《焊接学报》 北大核心 2025年第5期10-18,共9页
为研究激光烧蚀过程中激光能量、表面气流、空间位置和金属材料之间的相互作用,提出了一个考虑亚音速切向气流和工件所处空间位置联合诱导熔体去除的流固耦合激光烧蚀模型,并通过与高速图像相比,验证了模型的合理性.在不同空间位置下,... 为研究激光烧蚀过程中激光能量、表面气流、空间位置和金属材料之间的相互作用,提出了一个考虑亚音速切向气流和工件所处空间位置联合诱导熔体去除的流固耦合激光烧蚀模型,并通过与高速图像相比,验证了模型的合理性.在不同空间位置下,研究了表面气流与大尺度熔池的相互作用过程及熔体的剥离行为.结果表明,在气流和所处空间位置的联合作用下,一方面熔体被推出熔池后形成倾斜液柱,液柱熔体被加速至1.6 m/s甚至更高,为剥离熔池提供了高动量,另一方面液柱被拉伸至仅0.45 mm厚,易于克服表面张力,进而导致熔体剥离熔池形成飞溅.调整金属所处的空间位置,使得从90°减小至30°,重力沿金属受激光辐照表面的分量随之减少,液柱中熔体的流动速度由1.6 m/s减慢至1.4 m/s,熔体剥离所形成熔坑的尺寸逐渐减小,熔池剥离程度和金属质量损失显著降低. 展开更多
关键词 激光烧蚀 亚音速切向气流 空间位置 大尺度熔池 剥离行为
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宽温工作的激光照明用近红外OPO固体激光器
14
作者 辛潮 赵翀 +5 位作者 王雨佳 崔莹 伍家凯 褚召华 熊波 魏晓羽 《激光技术》 北大核心 2025年第3期444-450,共7页
为了在宽工作温度范围内,实现激光照明用800 nm波段激光器的工程化,采用端面抽运固体激光器进行了相关实验。由激光二极管阵列端面抽运的Nd∶YAG激光器产生1064 nm激光,经过倍频产生532 nm激光,再经过光学参量变换产生800 nm波段的激光... 为了在宽工作温度范围内,实现激光照明用800 nm波段激光器的工程化,采用端面抽运固体激光器进行了相关实验。由激光二极管阵列端面抽运的Nd∶YAG激光器产生1064 nm激光,经过倍频产生532 nm激光,再经过光学参量变换产生800 nm波段的激光;并对抽运源采用主动温控和多波长匹配技术,对磷酸钛氧钾(KTP)晶体进行主动加热。结果表明,得到了能量不小于20 mJ、脉宽为12 ns、发散角为3.5 mrad的800 nm波段激光;在-40℃~55℃范围内,可按照25 Hz频率连续稳定工作不小于3 min;与直接使用808 nm半导体激光器作为照明光源相比,激光峰值功率更高,光束质量更好,脉冲宽度更窄,有利于提升激光照明的作用距离和测距精度。该激光器用于激光主动照明成像系统具有高环境温度适应性,满足工程化尤其是对宽工作温度范围的要求。 展开更多
关键词 激光器 宽温工作 主动温控 波长匹配 二极管端面抽运 光学参量振荡
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激光切割Q235钢板在救援破拆中的研究
15
作者 陈谦哲 刘列 韩良华 《激光技术》 北大核心 2025年第2期301-306,共6页
救援行动中对快速、高效破拆工具有巨大的需求,激光切割因其非接触式、高速度和高精度的特点而显示出巨大潜力。为了探究激光切割技术在救援破拆Q235钢板中的应用,以8 mm和15 mm厚度的Q235钢板为研究对象,采用高功率光纤激光器进行远距... 救援行动中对快速、高效破拆工具有巨大的需求,激光切割因其非接触式、高速度和高精度的特点而显示出巨大潜力。为了探究激光切割技术在救援破拆Q235钢板中的应用,以8 mm和15 mm厚度的Q235钢板为研究对象,采用高功率光纤激光器进行远距离切割实验,理论分析和实验验证了激光功率和切割速率对切割质量的影响。结果表明,对于8 mm厚钢板,激光头与工件距离为10 m、切割速率为2.00 mm/s、激光功率为10 kW时,切割效果最佳;对于15 mm厚钢板,激光头与工件距离为13 m、切割速率为2.25 mm/s、激光功率为13 kW时,切割效果最佳;硬度测试还揭示了激光功率对切割后材料硬度的影响,表明激光切割不仅改变了材料的几何形状,还可能影响其机械性能。这一结果对激光切割技术在救援破拆领域是有帮助的,并为实际应用提供了优化的工艺参数。 展开更多
关键词 激光技术 激光切割 碳钢板 救援破拆 工艺参数优化
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微晶玻璃飞秒激光加工研究进展
16
作者 冯杰才 卢正欣 +2 位作者 陶龙辉 徐瑞 唐敏 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期68-78,共11页
微晶玻璃具有优异的力学、热学、电学和光学性能等,在航空航天、电子信息、生物医疗等领域展现出巨大的应用潜力。然而,微晶玻璃固有的高硬度和脆性给传统加工方法带来了严峻挑战,传统机械加工容易产生微裂纹,化学腐蚀法则难以实现精细... 微晶玻璃具有优异的力学、热学、电学和光学性能等,在航空航天、电子信息、生物医疗等领域展现出巨大的应用潜力。然而,微晶玻璃固有的高硬度和脆性给传统加工方法带来了严峻挑战,传统机械加工容易产生微裂纹,化学腐蚀法则难以实现精细微结构加工。近年来,飞秒激光加工技术以其超短脉冲宽度和超高峰值功率的独特优势,为微晶玻璃的精密加工提供了新的解决途径。首先梳理了飞秒激光与微晶玻璃的相互作用机制,包括非线性吸收引发的材料改性、热效应诱导的应力演化以及晶相分布调控等。其次,分析了飞秒激光烧蚀、激光诱导改性结合化学刻蚀、晶化/相变法及飞秒激光复合加工等方法,及其在微流控芯片、光学器件集成、表面功能化、纳米结构诱导生长和材料连接切割等领域的典型应用。最后,总结了微晶玻璃飞秒激光加工仍存在的问题与应对策略,指出后续研究可通过高功率激光系统研发、加工过程实时监测、三维结构制备技术创新及融合人工智能等方法,推动微晶玻璃飞秒激光加工的规模化应用。 展开更多
关键词 飞秒激光 微晶玻璃 激光烧蚀 化学刻蚀 诱导晶化
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激光切割头随动控制系统设计
17
作者 祝志琛 周建鹏 龚元明 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期139-144,共6页
为提升等离子切割机的泛用性,设计一种基于英飞凌XC系列微控制器的激光切割随动控制系统。等离子切割机加装该控制系统后具备激光随动切割功能。介绍系统的工作原理、硬件设计及软件设计。针对随动过程中存在干扰导致电容频率测量不准... 为提升等离子切割机的泛用性,设计一种基于英飞凌XC系列微控制器的激光切割随动控制系统。等离子切割机加装该控制系统后具备激光随动切割功能。介绍系统的工作原理、硬件设计及软件设计。针对随动过程中存在干扰导致电容频率测量不准的问题,提出一种基于卡尔曼滤波的快速滤波算法。同时,采用BP神经网络实现PID算法自整定,以适应不同类型电机,增强系统的鲁棒性。经过上机验证,使用快速卡尔曼滤波算法的动态跟随精度较使用滑动平均值滤波算法时的0.05 mm提高至0.02 mm;电机移动距离在40 mm以内时,最大稳定时间较使用标准PID算法时的421.3 ms缩短至127.7 ms。该系统能够完成高速、高精度的激光切割任务。 展开更多
关键词 随动系统 激光切割 神经网络 电机控制
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激光切割在压力容器制造中的精度控制技术
18
作者 田彦璟 张明利 《中国科技期刊数据库 工业A》 2025年第12期122-125,共4页
随着制造业向高精度、高效率方向不断发展,激光切割技术作为先进的热切割手段,在压力容器制造中得到了广泛应用。由于压力容器对零部件几何精度、尺寸稳定性和焊接接头质量提出了极高要求,因此,激光切割的精度控制已成为决定其技术适用... 随着制造业向高精度、高效率方向不断发展,激光切割技术作为先进的热切割手段,在压力容器制造中得到了广泛应用。由于压力容器对零部件几何精度、尺寸稳定性和焊接接头质量提出了极高要求,因此,激光切割的精度控制已成为决定其技术适用性的关键因素。本文系统分析了激光切割技术在压力容器制造中的主要优势,深入探讨了影响切割精度的关键因素,提出了针对性强的控制技术要点,包括切割参数优化、自动化控制、数字化技术及多重激光束系统等,旨在为激光切割技术在压力容器高质量制造中的应用提供技术支持与理论依据。 展开更多
关键词 激光切割 压力容器 精度控制 自动化监测 数字化制造
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模具零件失效表面激光熔覆修复数值模拟
19
作者 周建军 张晓刚 +1 位作者 王浩天 董冠文 《模具工业》 2025年第9期11-15,共5页
为探究Inconel 718镍基高温合金模具零件的激光熔覆修复过程,基于ANSYS软件建立了单道3层熔覆有限元模型,并结合高斯热源与生死单元法,对其温度场及应力场进行了模拟。结果表明:熔覆过程温度梯度较大,熔池最高温度达到1739℃,随着熔覆... 为探究Inconel 718镍基高温合金模具零件的激光熔覆修复过程,基于ANSYS软件建立了单道3层熔覆有限元模型,并结合高斯热源与生死单元法,对其温度场及应力场进行了模拟。结果表明:熔覆过程温度梯度较大,熔池最高温度达到1739℃,随着熔覆层数增加,热量堆积导致最高温度上升了264.9℃;基板最高温度则因热源距离增大及与空气对流换热的影响,从543.19℃降至324.64℃。热变形分析显示,最大变形位于熔覆层末端,最大残余应力位于基板边缘与夹具接触处,达到883 MPa,因此在对模具零件进行实际修复时,应进行层间冷却以减少热变形,必要时可设计专用夹具,减小残余应力,保证加工精度。 展开更多
关键词 Inconel 718 模具零件修复 有限元 生死单元 激光熔覆
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