HPDDL（High Power Direct Diode Laser）是一种可用于焊接的新型的激光器,它具有波长短、体积小、重量轻、光电转换效率高、输出功率稳定等一系列优点。HPDDL激光器光斑呈长条形,与CO2激光器和Nd:YAG激光器输出的光斑相比,对间隙具有更强的适应性。因此,在制造业各领域中,HPDDL激光焊接得到了越来越广泛的应用。本文针对该新型激光焊接的工艺特点,建立了HPDDL激光焊接热源及热过程数值分析模型,为实现其工艺参数的优化奠定了基础。为建立HPDDL激光焊接热过程数值分析模型,提出了HPDDL激光焊接的两种热源作用模式:二次函数分布模式和高斯分布模式。根据HPDDL激光长条型光斑的特点,在工件上划分动态非均匀网格,用有限差分的方法对热传导方程进行离散化处理,在Visual Fortran程序语言的平台上编制焊接温度场计算程序,对HPDDL激光焊接准稳态温度场进行数值分析。计算结果表明:所建立的两种热源模型中,二次函数分布的热源模型更适合于HPDDL激光焊接温度场的数值模拟。基于描述HPDDL长条形激光光斑的二次函数热源分布模式,对薄钢板三种工艺条件（1000W、685W、532W）下的焊接热过程进行了数值分析,得出了关于焊缝宽度、熔池形状和热循环曲线的基础数据。结果表明焊缝宽度的计算值与实验测量值吻合较好。根据视觉检测系统拍摄的熔池图像,对数值模拟得到的熔池形状进行了比较分析,并讨论了影响熔池形状的主要因素。
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