为了研究大功率半导体激光加工过程中, 光致等离子体对激光光束显著的屏蔽作用, 以波长为976nm、光斑尺寸为0.5mm×1mm、最大功率为4kW的半导体激光加工系统为实验基础, 采用了与实际相符的光致等离子体电子密度数学模型和几何光学ABCD矩阵算法, 从吸收和折射两方面对光致等离子体的屏蔽作用进行了理论分析和实验研究, 得到了在光致等离子体电子密度ne≤1.0×1018/cm3的条件下, 光致等离子体的折射效应才是引起半导体激光光束屏蔽的主要原因这一结果。结果表明, 光致等离子体改变了聚焦光束的形态, 使其焦点下移、光斑变大、能量密度变小, 其效果类似于一个非线性梯度折射率的负透镜。

焊缝质量在线检测是冷轧带钢激光拼焊过程中的重要关键技术之一。为了解决武钢TRUMPF12000 轴快流激光拼焊设备在焊接过程中出现的错边、拼缝、焊缝形态等问题, 采用3个传感器分别采集焊前间隙图像信息、焊接过程图像信息以及焊后焊缝图像信息, 利用OTSU 自动计算图像阈值、运用投影矩阵的方法将图像坐标转换到工件坐标, 编写程序提取图像特征点的方式建立焊缝质量在线检测系统, 并以5m/min焊接速率对3mm厚冷轧板进行焊接实验, 测量焊接试样焊缝宽度相对误差在4.42%左右。结果表明, 焊缝质量检测系统可以计算出较为准确的焊缝宽度、焊缝错边量等信息。