基于低温玻璃的激光焊接技术研究

来源 :西南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yinyi1010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
透明材料焊接是激光焊接非金属材料应用的新方向,针对玻璃的激光焊接技术已成为智能制造、新能源等应用领域的研究热点。本论文基于玻璃板的密封焊接需求,利用近红外光纤激光器开展了玻璃激光焊接技术的基础研究。由于玻璃具有易碎、硬度高、熔点高、热传导系数小、可见光波段透过率高等特点,采用普通机械和热学方法焊接比较困难。本论文采用先进的光纤激光技术,结合低温玻璃焊料对高硼硅玻璃板进行焊接,利用有限元模拟焊接过程的温度场和应力场分布特点,实验探究焊接工艺参数对焊接质量的影响规律,优化参数避免产生裂纹、气孔等缺陷,通过焊接质量检测,最终实现良好的焊接。本论文的主要研究工作包括以下方面:(1)分析了低温玻璃激光焊接工作原理,包括低温玻璃焊料的性质、低温玻璃激光焊接的过程、玻璃基板与玻璃焊料的典型耦合行为分析、低温玻璃激光焊接的关键因素等,为课题开展提供了相应的理论基础;其次设计并搭建光纤激光焊接系统,选择高硼硅玻璃和低温玻璃焊料Koartan 5643W为实验研究对象,并采用LIBS技术对其进行成分检测,探究了预处理过程,为低温玻璃激光焊接提供实验基础。(2)采用有限元分析软件Ansys Workbench建立了激光焊接的瞬态温度场模型,基于热应力耦合进行温度场和应力场的模拟,获得焊接过程及冷却过程的空间温度场的变化规律、不同焊接参数对温度场的影响规律、定义了低温焊接的参数区域,同时研究了焊接过程的应力分布,得到应力的变化特点。最终测试结果验证,模型具有可靠性。(3)采用单因素方法分析激光功率、焊接速度、玻璃厚度、焊料厚度对裂纹和气孔的影响规律和特点。本论文提出减小焊料长度的方法以及设计专用热处理夹具有效的解决了焊接热应力问题。其次优化工艺参数实现了无裂纹、无气孔的焊缝形貌,得出最佳焊接工艺参数为激光功率100 W、焊接速度0.5 mm·s-1、光斑直径2 mm、玻璃基板厚3 mm、焊料厚度30μm,预热温度250℃,保温时间20min。(4)采用焊接质量检测评价焊接性能的好坏。通过金相显微镜和扫描电子显微镜SEM(Scanning Electron Microscope)拍摄并分析焊缝处形貌特点;通过能谱仪EDS(Energy Dispersive Spectrometer)测试结果发现焊料中特有Pb元素和玻璃中特有Na元素向结合层发生元素迁移,有利于提高结合性能;通过XRD(X-ray diffraction)测试结果发现在最佳参数条件下无晶体析出,说明完全玻璃化,焊料熔化充分;通过提高玻璃表面的粗糙度方法,剪切力学性能最大提升76%。
其他文献
震电效应实验测量表明由地震波诱发的电磁场与储层物性参数息息相关。由于电磁场对流体的敏感性强于弹性波场,震电勘探中的转换电信号有能力指示地震勘探中难以识别的流体分界面(例如油-水界面),有潜力为常规地震勘探提供重要的补充信息。对震电效应中的波场进行数值模拟,可深化对不同类型储层的震电响应特征的认识,还能加深对震电实验现象的解释。目前描述震电效应中波场的常用理论有孔隙声学近似的震电方程和Pride震电
学位
随着人工智能领域的飞速发展,数据获取的渠道愈发丰富,因此多视图数据越来越常见。相比于单视图数据,多视图数据包含的信息更加丰富完备,而利用对应的多视图学习算法可以从中挖掘更多有价值的信息。现实生活中高维数据会给机器学习算法造成“维数灾难”,特别是当样本量较小时,基于距离和度量的方法难以准确的判别分属于不同聚类簇的样本。近年来快速发展的多视图子空间聚类算法很擅长处理高维数据,但此类方法又对数据样本表示
学位
面向储层的叠后和叠前地震反演是油气勘探的重要工作流程,精确的弹性参数反演结果可以进一步用于获得高精度的储层物性参数,有效区分岩相和识别流体分布。油气勘探程度的不断深入对储层地震反演方法提出了更高的要求。为此,本论文围绕提升储层地震反演的精确性和高效性,以正则化方法的改良、反演参数的优选和正演算子精度的提升三个方面为出发点,展开相关的方法和理论研究,并通过数值模型测试分析和实际数据应用两个方面来验证
学位
针对孤立森林算法无法检测与轴平行的局部异常点以及树结构无法动态更新等问题,提出了一种基于专家反馈的广义孤立森林异常检测算法。首先,将数据映射在单位特征向量上,从映射区域内选择分割点划分数据空间,重复此操作构造出一棵广义孤立树;然后,给广义孤立森林中每棵树的叶节点引入权重,综合考虑子空间划分次数和子空间内样本数量对数据异常分数的影响;最后,计算每个数据的加权异常分数,并选择异常分数较大的数据交由专家
期刊
随着精细化成像的需要,对速度模型的精度要求也逐渐提高,相应的速度建模方法,尤其是低频模型构建方法的研究成为目前地震勘探方法研究中的热门话题。作为速度反演的两大类方法,成像域和数据域方法是目前较为流行且发展较为成熟的速度建模方法。其中,微分相似优化作为一种较为稳定的成像域偏移速度分析方法,是目前工业界较为常用的低频速度建模方法。但是传统微分相似优化方法容易受到成像噪音的影响,造成梯度振幅分布不均匀,
学位
NiTi形状记忆合金通过力致可逆马氏体相变而展现优异超弹性,是工业应用最为广泛的智能金属材料之一。然而,传统NiTi合金的超弹力(相变临界应力)温度依赖性为6-7 MPa/K,即超弹力随温度下降而快速降低,这限制了其在较宽温域中的应用。因此,深入理解超弹力温度依赖性的本质并实现对其调控是学者们持续关注的重要科学问题。近年来,人们发现纳米晶近等原子比NiTi合金超弹力的温度依赖性可低至0.3 MPa
学位
核磁共振测井是储层评价的有效手段,已广泛应用于油气资源的勘探开发。传统的核磁共振测井应用需要首先对回波数据进行反演得到反演谱,然后再从反演谱中提取所需地层信息。储层参数评价、毛管压力曲线预测以及储层束缚和可动流体微观分布表征是核磁共振测井应用的三个重要方面,现有的核磁共振测井应用方法面临以下几个突出问题:核磁共振测井应用受回波数据反演不确定性的影响;核磁共振测井解释模型需要进一步优化以适应非常规储
学位
目的 通过对严重脓毒症患者死亡相关危险因素的系统回顾和分析,为创伤后并发脓毒症的治疗,降低严重脓毒症患者病死率提供循证医学依据。方法 检索时间从建库开始至2021年1月31日,检索平台包括PubMed、EMBASE、Cochrane、中国知网和万方数据库;检索关键词:“脓毒症”、“危险因素”,“sepsis”、“risk factors”以及关键词中的独立项。根据制定标准完成文献筛选,并从纳入文献
期刊
氮直接影响药用植物产量和品质,因此合理施用氮肥在保障药材安全和有效性方面发挥着重要作用。当归生长适宜的生境为2000米以上高海拔山地,由于交通和成本问题农民施肥以无机化肥为主,很少施加有机肥,雨季山坡地化肥淋溶损失严重,因此施肥量大,肥料利用率很低,当归田土壤生态不断恶化,当归产量和品质有逐年下降趋势。凹凸棒石(Attapulgite,ATP)作为富有潜力的土壤生态调节剂应用于农业生产已经表现出很
学位
高锰钢(锰含量在~15-30 wt%)由于层错能较低而在塑性变形过程中产生形变孪晶或层错。这些形变微结构与位错之间的强耦合作用使其获得高加工硬化率与高均匀延伸率(高塑性、韧性),故具有广泛的工业应用前景。相比之下,现有高锰钢的屈服强度较低(300-500 MPa),限制了其在高应力水平环境中的应用。近年来,人们通过细化晶粒、引入纳米孪晶、设计异质结构等方法提高高锰钢的屈服强度,并获得了诸多进展。然
学位