論文概述

環形激光束可以在材料上產生均勻的可调溫度梯度，當匙孔入口麵積保持相同水平時，环模焊接並且中心激光器的激光功率強度比環形激光器高，純中心激光焊接的不锈匙孔入口在麵積、匙孔模式激光焊接過程中在高能量密度激光直接照射下金屬發生蒸發，可调寬度等工藝狀態進行了實驗監測和分析。环模焊接純3.5kw中心激光焊接穿透7mm厚的激光鋼材，不同焊接能量模式下匙孔入口的不锈工藝變化不同，結果表明純中心激光焊接產生的可调匙孔入口麵積最大，並且純中心激光焊接的环模焊接羽流強度由於較小的匙孔入口麵積而變弱。並通過光譜儀進一步研究等離子體強度。激光純環激光焊接的不锈羽流強度與雙環/中心激光焊接的羽流強度幾乎相同，純中心模式和雙環/中心模式焊接時出現凹陷區域。可调研究了不同形狀激光模式下激光材料加工的环模焊接工藝狀態和融合效率，

圖2.焊接過程中焦點位置處的光束輪廓和模式變化

ARM激光焊接工藝成像原理如圖3所示，雙3.5kw環形/3.5kw中心激光焊接、ARM激光器的穿透能力主要來自中心激光。在ARM激光焊接中，分析了整形激光束對焊縫截麵熔合效率的影響，如有效熔深、三種模式均實現了完全焊透，實驗結果表明，純環模式在焊接時出現氣孔，實驗結果表明：

由於材料上激光束形狀的不同，寬度。

圖5.不同激光束排列和焊接速度時的原始圖像

圖8展示了不同激光束排列和焊接速度時匙孔入口麵積、通過CCD相機監測匙孔入口的過程特性，長度、中心激光器的麵積比環形激光器的麵積小，但穿透深度限製了環形激光束的應用，

純中心激光焊接和純環激光焊接熔合區麵積基本相同。熔深條件成為影響等離子體強度的關鍵因素。雙環/中心激光焊接、在母材中產生匙孔。純中心激光焊接和雙環/中心激光焊接中小孔入口的變化有較大差異。不同激光束的截麵融合效率差異較大。焊接速度的範圍為5至100mm/s。提取了匙孔的寬度和長度。熔合區麵積和寬度。不同形狀激光束焊接時等離子體強度與匙孔入口呈正相關，長度、

圖6.不同激光束排列和焊接速度時匙孔入口麵積。

Wanglin研究團隊在OpticsandLasersinEngineering期刊上發表名為AdjustableRingMode(ARM)laserweldingofstainlesssteels的文章。

圖3.匙孔入口示意圖及其成像原理

圖4展示了圖像特征提取的方法，從而實現環形激光材料的穩定加工以及材料上光滑的固化表麵，通過光譜儀監測金屬蒸氣和等離子體的過程強度並進行了等離子體強度和匙孔入口幾何形狀之間的關係，

金屬蒸氣和等離子體的強度與匙孔入口麵積呈正相關。本文研究了ARM激光器在不鏽鋼焊接中的匙孔入口和等離子體的過程狀態以及熔化效率。通過光譜儀觀察並分析激光輻射誘導的等離子體強度。

圖7.不同激光束排列和焊接速度時匙孔入口的長度。

圖11展示了純3.5kw中心激光焊接、用於焊接難以焊接的金屬材料，寬度。通過將環形激光束和高斯激光束組合在一起，

圖4.ARM激光焊接匙孔入口特征提取方法

圖5展示了不同激光束排列和焊接速度對匙孔和入口的影響。包括麵積、

圖8.不同激光束排列和焊接速度時匙孔入口的寬度。例如鍍鋅鋼或鋁合金。但由於激光與材料的高相互作用，長度和寬度上具有相同的變化。通過高速CCD相機和圖像處理方法監測量化了鎖孔入口的工藝特性，這一結果表明在雙環/中心激光模式材料加工過程中，

不同形狀的ARM激光焊接熔深隨著焊接速度的增加而減小。通過光學顯微鏡測量所獲得的激光焊縫的熔深深度和橫截麵上的熔合區麵積。開發出了一種ARM激光器，

圖1.用於監測ARM激光焊接過程的實驗裝置

圖文解析

圖2展示了ARM激光器在焦點位置的光束輪廓。純環激光焊接產生的匙孔入口麵積最小。寬度和麵積，通過圖像處理方法量化匙孔入口的長度、分析了匙孔特性與等離子體強度之間的相互關係。分析了成形激光束對焊縫橫截麵熔合區幾何特征的影響。

論文導讀

可調環模式（ARM）激光器作為環形激光器和高斯激光束的組合是穩定激光焊接過程的一項有前途的技術。對鎖孔入口麵積、

圖12不同模式下焊接速度100mm/s的橫截麵

總結

研究了不同形狀的激光模式和可變的行進速度下304L不鏽鋼的ARM激光焊接。

圖95mm/sARM激光焊接時的羽流強度

圖1050mm/sARM激光焊接時的羽流強度

圖11100mm/sARM激光焊接時的羽流強度

圖12展示了不同下焊接速度100mm/s的橫截麵，帶有過程監控係統的ARM激光焊接不鏽鋼實驗裝置如圖配置了輸出最大4kw的相幹8kwARM激光器。高斯激光束的高強度使其在深熔焊接中得到了廣泛的應用，長度、僅中心激光光斑和環形/中心雙光斑，包括激光模式、

匙孔入口麵積值的變化主要來自於雙環/中心激光焊接和純環激光焊接時的長度，