为了研究保护气体流量对复合焊接接头形貌及熔滴过渡的影响, 采用5mm厚的高强钢板材进行了激光电弧复合焊接试验的理论分析和实验验证, 获得了不同气流量下的焊缝形貌以及焊接过程中电弧和熔滴图像。结果表明, 随着保护气体流量的增大, 焊接熔深先增大后减小;当保护气体流量在25L/min, 焊接熔深达到最大; 且焊缝的铺展性较好, 飞溅较少; 保护气体流量通过影响熔滴过渡的形式, 对熔滴过渡频率产生影响; 随着气流量的增大, 熔滴过渡频率减小, 且在25L/min时, 熔滴过渡频率较稳定; 采用FLUENT软件对气流量进行数值模拟, 气流量越大, 保护气体流速越大, 在工件表面的作用面积减小。该研究结果为实际工程应用中选择保护气体流量制备高质量的焊缝奠定了基础。
激光技术 复合焊接 保护气体流量 接头形貌 熔滴过渡 数值模拟 laser technique hybrid welding protective gas flow joint morphology droplet transfer numerical simulation
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安710024
以高纯度Al2O3陶瓷作为放电基底, 研制了重复频率表面放电光泵浦源模块, 详细地讨论了流气条件下泵浦源的放电抖动和辐射强度波动, 并采用高速相机拍摄了泵浦源的放电等离子体图像, 研究了等离子体的空间稳定性。研究发现：在流气状态下, 泵浦源的重复频率为1～5 Hz时, 泵浦源的放电抖动与放电等离子体的空间稳定性受充电电压和气体流量的影响较大, 随运行频率的变化较小；辐射强度波动主要与充电电压相关, 基本不受气体流量和重复频率变化的影响;在大流量条件下, 提高充电电压, 可以有效降低混合气体流动对泵浦源放电抖动的影响, 减小辐射强度波动, 改善放电等离子体的空间重复性;当充电电压达到26.8 kV时, 气流量在60～300 L/min范围内, 泵浦源的放电抖动可以小于45 ns, 辐射强度波动小于2%, 放电等离子体有很好空间稳定性。研究结果表明该表面放电光泵浦源模块在流气条件下具有良好的重复频率运行稳定性。
激光器 光泵浦源 表面放电 重复频率 气体流量 lasers optical pumping source surface discharge pulse repetition rate gas-flow rate
1 大连理工大学,微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁,大连,116023
2 大连理工大学,精密与特种加工技术教育部重点实验室,辽宁,大连,116023
根据微小型直接甲醇燃料电池(DMFC)的测试需求,使用工控机、多功能数据采集卡、比例流量阀、数字流量计等组件,搭建了燃料电池气体流量控制子系统.使用LabVIEW软件编写了上位机控制程序,应用改进的自适应PID控制算法,实现了气体流量的精确、稳定控制和对实验数据的实时处理.研究了流体伺服系统的组成和设计方法,构建了气体流量伺服控制系统.根据压控恒流源的工作原理,设计并制作了比例流量阀驱动器.针对驱动器的硬件特性,改进了自适应PID控制算法,并在LabVIEW环境下实现了该算法.使用改进后的PID控制算法并结合PID参数的调节,使气体流量伺服控制系统的稳态精度达到了±0.1 L/min.系统流量阶跃输入分别为0～5 L/min、0～10 L/rain、0～20L/min、0～50 L/min时,上升时间分别为0.9 s、4.9 s、5.2 s、6.6 s,超调量均≤O.23 L/min,满足了设计要求.
燃料电池 气体流量 伺服控制 压控恒流源 自适应PID控制
