张选军

（武汉船舶职业技术学院，湖北武汉430050）

基于频率分析技术的激光焊接自动反馈控制系统

张选军

（武汉船舶职业技术学院，湖北武汉430050）

通过分析光学元件激光束和频率，提出优化激光焊接过程反馈控制的方法。根据实验结果，讨论激光光束焦距和其他特性之间的相关性，焊缝熔深和频率特征及其形成方法。该方法效率较高，通常用于模拟工业实际生产，并有助于设置各种焊接参数。

激光焊接；反馈控制；频率分析；自适应波束形成

1　介绍

激光深熔焊接是一种先进的制造工艺，其原理是：高功率激光束作用于金属工件，在焊材中形成一个薄的细管，称为匙孔。在焊接过程中匙孔深度和形状的变化决定了焊缝的熔深和质量。为保证焊缝的质量，需做到以下两点：（1）设置正确的工艺参数，如焊接速度、激光功率和空间分布（工件表面焦点的位置），形成线性能量的最优组合；（2）监控焊接过程和控制过程的参数设置，使其都保持在最佳状态。因为参数设置通常是基于材料知识的经验和焊机的空间布置，然而实际情况可能与理论经验不同，且焊接过程中也可能会变化。

激光焊接技术在工业中得到了广泛的运用，相关专家已讨论了焊接反馈控制系统的持续优化问题。但这些实验控制系统大多是简单的从统计光线强度方面进行的分析。也有专家通过频率分析技术研究，但都不能被直接应用到焊接过程的控制中。

本研究着重介绍匙孔深度和频率之间的关系、光强度振荡的特征和新的反馈控制方法，拟达到优化焊接过程的目标。……