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申请/专利权人：华中科技大学;广船国际有限公司

摘要：本发明属于高功率激光焊接技术领域，公开了一种高功率激光整形焊接中气孔抑制工艺参数优化方法及系统，获取可调环形激光光束直径和中心点线能量与焊接工艺参数的关系；建立可调环形激光光束直径和中心点线能量的优化约束条件；获取工艺参数的预设范围；将预设范围内的工艺参数值代入可调环形激光光束直径和中心点线能量的优化约束条件，则同时满足可调环形激光光束直径和中心点线能量优化约束条件的工艺参数组合为优化后的工艺参数。本发明通过灵活调节中心点高斯光束及外环环状光束的功率配比，在保证大熔深的前提下，显著改善了铝合金高速激光焊接产生的气孔问题，可为铝合金高质焊接提供借鉴。

主权项：1.一种高功率激光整形焊接中气孔抑制工艺参数优化方法，其特征在于，包括：第一步，获取可调环形激光光束直径和中心点线能量与焊接工艺参数的关系；第二步，建立可调环形激光光束直径和中心点线能量的优化约束条件；获取工艺参数的预设范围；第三步，将预设范围内的工艺参数值代入可调环形激光光束直径和中心点线能量的优化约束条件，则同时满足可调环形激光光束直径和中心点线能量优化约束条件的工艺参数组合为优化后的工艺参数；获取可调环形激光光束直径与焊接工艺参数的关系参考IS011146-1:2021en标准，对任意光斑激光光束而言，定义D4σ为光束直径，计算方法是利用激光光束强度信息求解强度分布函数的二阶矩，详细计算步骤如下：通过将中心高斯光束光强Ecx,y和外环环形光束光强Erx,y相加获得整个可调环形光束的光强分布Ex，y：Ex,y＝Ecx,y+Erx,y光束的中心坐标xc,yc可以计算如下： 代表功率密度分布的归一化加权积分，计算公式如下： 对于以0,0为中心，半径w的高斯光束，公式如下： 因此，IS011146-1:2021en所采用的光束半径定义为：w＝2σx光束直径D4σ是上述光束半径的二倍，表达式如下：D4σ＝2w；获取中心点线能量与焊接工艺参数的步骤为：获取中心点线能量，中心点线能量q的表达式为： 其中，Pc为中心点光源的激光功率，v为焊接速度；光束直径D4σ的优化约束条件为： 其中，h为预设目标熔深，Mcol代表准直系数，Mfocus代表聚焦成像比；中心点线能量的优化约束条件为：qmin＜q＜qmax其中，qmin和qmax为经验条件下的最大和最小中心点线能量。

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