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激光焊接技术由于其能量密度高、热影响区小、焊接变形小、焊接速度高等众多优点,一直是激光加工方面的研究热点。在激光焊接中,焊接质量很多时候都要受到焊接参数或外在条件的影响,尤其是脉冲Nd:YAG激光器焊接因素较多,因此选用合适的实验设计及统计方法用于优化焊接质量以达到焊接要求是很有意义的。此外,低功率激光焊接模式的研究及重叠脉冲激光焊接熔化率的计算也是近几年的研究热点,因此对这两个方面进行研究也是有一定价值的。本文采用低功率脉冲Nd:YAG激光器对SUS304不锈钢进行了单因素激光板上堆焊,采用先进的DOE方法田口方法用于设计和分析SUS304不锈钢激光拼焊实验,对激光焊接中采用的田口方法、低功率激光焊接模式及重叠脉冲激光焊接熔化率做了较为系统的研究。首先,采用低功率Nd:YAG激光器对0.95mm厚SUS304不锈钢进行单因素激光板上堆焊,研究激光焊接参数电压、脉宽、频率、速度对焊缝宽度及熔化面积的影响,以达到确定激光焊接工艺参数范围及低功率脉冲激光焊接过程的转变的目的。结果表明,通过板上堆焊,0.95mm不锈钢激光焊接各焊接参数的范围为U:410V-470V,Tp:2-6ms,f:4-7,v:70-160mm/min,此外,在激光焊接过程中,当Tp=4ms,f=4Hz,v=100mm/min时,需要U≧430V,就会实现热传导到深熔焊接的转变;在U=450V,f=4Hz,v=100mm/min时,Tp≧4ms时,就会实现热传导到深熔焊接的转变,这为选择合理参数达到激光深熔焊接,提高焊接效率有指导意义。其次,在单因素激光焊接的基础上,采用田口方法用于设计和分析0.95mm厚SUS304不锈钢和1.45mm厚SUS304不锈钢激光拼焊,在实验的基础上,采用Minitab和Design expert分别对实验结果进行信噪比分析和方差分析,研究激光焊接参数电压、脉宽、频率、速度对焊缝宽度、熔化面积、熔化率及抗拉强度的影响,并建立了数学模型以达到优化和预测实验结果的作用。结果表明,通过方差分析,建立的数学模型是可行的,通过优化实验验证,预测的优化的实验结果与进行验证的实验结果之间的值的相差也是在可接受范围之内的,这为焊接过程中参数的优化奠定了基础。其中,本文针对的是重叠脉冲激光的焊接,对这种焊接方式的熔化率原理进行了阐述,并将田口方法应用于提高焊接过程中熔化率的过程中,得到了较为满意的结果,为有效的计算激光的加工效率提供了指导性作用。另外,本文针对多个实验结果进行试验的多结果优化,在规定的各种标准下进行了实验结果预测,这为在得到复杂的实验结果的基础上,进行有目的的优化提供了参考性作用。