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通过光学相干断层扫描实现远程激光束焊接的工艺控制与质量保证
摘要： 远程激光束焊接在灵活性和生产效率方面显著优于传统连接技术。该工艺尤其受益于高度聚焦的激光辐射，从而实现精准可控的热输入。然而高亮度激光光源的小光斑尺寸要求光束具备高度动态的精确定位能力。同时，此类工艺通常采用的高激光强度会导致剧烈的过程动态变化，因此需要确保焊缝质量的方法。本研究采用基于光学相干断层扫描（OCT）的新型远程激光加工传感器概念，同时实现质量监控与边缘跟踪功能。该OCT传感器集成于配备独立内部扫描器的3D扫描头中，可使测量光束与加工光束分离偏转。通过该系统可记录加工区域及其周边表面的形貌特征。研究团队对铝、铜及镀锌钢等材料开展了基础实验，首先评估了材料特性、入射角度、扫描场内焊接位置及温度对OCT测量信号的影响，在此基础上开发并验证了边缘跟踪测量策略。实验证明：在加工区域前方设置正交测量线可可靠追踪角焊缝边缘；通过记录加工区域后方的表面形貌，能够评估焊缝质量。与显微测量结果对比显示，该系统能清晰识别焊缝特征参数。此外，根据测量信号质量还可观察到焊接过程对热影响区表面特性的影响。
关键词： 在线质量保证、光学相干断层扫描、远程激光束焊接、过程控制
更新于2025-11-28 14:24:20
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具有连续可调功率的激光控制系统设计及其在增材制造中的应用
摘要： 系统会自动调整激光位置。本文还将探讨激光控制技术的发展，这些先进技术能够实现对加工过程更高水平的控制——该过程高度依赖于对聚合物熔体热力学的理解与调控，从而获得更均匀的制件。目前市场上尚无适用于振镜加工的商用连续可调功率激光控制器。选择性激光烧结（SLS）技术面临的最大挑战之一就是工艺控制不足，这导致制件差异性相对较高。实践证明，通过实施更多制造工艺，该技术在航空航天、生物医疗、模具制造、原型开发等领域具有广泛应用前景。SLS技术采用高能激光选择性熔融粉末聚合物，无需模具即可制造出独特且功能性强的零部件，材料浪费极少。作为最受欢迎的工业聚合物增材制造技术之一，选择性激光烧结（SLS）通过实施与现成设备协同工作的振镜控制器解决方案，实现了这一关键功能。本文研究表明，当应用于激光烧结（SLS）增材制造时...（后续内容为前序研究的延续，该研究曾开发出SLS激光功率控制方法以提升制件一致性[1]，先前方案能使SLS制件温度均匀性提升高达57%，强度均匀性提升高达45%。粉末床熔融）
关键词： 激光控制、增材制造、代理建模、粉末床熔融、过程控制
更新于2025-09-23 15:19:57
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[IEEE 2019年第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019年6月16日-2019年6月21日)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 薄膜光伏工艺监控与外观控制的颜色量化方法
摘要： 产品颜色和外观的一致性是任何行业（包括太阳能组件制造）中至关重要的制造考量因素。随着组件越来越多地安装在以美观为主要考虑因素的场所（如光伏建筑一体化、汽车和消费品领域），这些考量变得尤为重要。此外，光伏材料与可见光的相互作用使得客观的颜色表征成为控制薄膜沉积过程的有效工具。本文描述了我们在控制产品颜色以及将颜色作为过程监测和控制工具方面所做的努力、获得的经验及取得的成果。
关键词： 光学反射、颜色、光伏电池、薄膜器件、过程控制
更新于2025-09-19 17:13:59
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温度和夹紧力对激光连接不同复合-金属组合接头强度的影响
摘要： 汽车工业中车辆重量是一项严格的限制条件，而新型材料组合可突破这一限制。激光传导焊接是一种新兴替代方案，但在连接异种金属-复合材料时仍面临挑战。迄今为止，主要研究方向均采用恒定工艺参数（激光功率与夹紧力），因此这些复合-金属接头在不同工艺参数下的表现及工艺本身的控制，仍是目前未知的研究领域。本文重点研究温度与夹紧力闭环控制系统的实施，针对不同复合-金属组合开展了多组设定点测试，并通过单搭接剪切试验评估接头强度，最终为每种材料组合确定了最优连接工艺参数。
关键词： 质量保证，激光连接，金属-复合材料连接，激光粘接，过程控制
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用侧向光束振荡的隐藏T型接头激光焊接
摘要： 焊接T型接头通常采用从腹板侧实施的单面或双面角焊缝。然而，并非所有结构的腹板侧都具备焊接可达性。因此，T型接头有时必须从面板侧施焊，这极具挑战性。这类所谓"隐蔽式T型接头"要求腹板精确定位与固定。翼缘虽有助于提升工艺可靠性，但无法确保无缺陷焊缝——尤其在无填充金属的激光焊接工况下。本研究旨在提升面板侧焊接隐蔽式T型接头的工艺可靠性，为此探究了两种方法：1) 横向光束摆动；2) 腹板边缘局部加厚。焊接实验涵盖铝板(EN AW-1050)与无镀层DC01钢板。结果表明：腹板边缘局部加厚能有效补偿激光束路径偏移与腹板定位偏差；而光束摆动仅对钢制焊件具有偏差补偿效果。最佳参数为200Hz频率下1.8mm摆动宽度。
关键词： 激光焊接、过程控制、光束摆动
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于分布参数法的LED加热硅晶圆表面温度估算方法
摘要： 半导体行业的多种工艺都需要将硅晶圆加热至目标温度。该过程通常被称为快速热处理。然而，非接触式测量晶圆表面温度仍是一项重大挑战，尤其是对于旋转中的晶圆而言。由于硅在此波长范围内具有透明性，使用红外相机进行测量并不适用。虽然市面上有基于高温计原理的特殊传感器，但这类传感器只能测量单点表面温度。本文提出了一种观测器方法，仅通过单个高温计的温度测量即可估算晶圆表面温度。该方法基于能捕捉晶圆温度动态特性的数学模型，主要依赖于准线性热方程。实际实验验证了所提方法的实现精度。
关键词： 快速热处理、半导体器件制造、分布参数系统、过程控制
更新于2025-09-11 14:15:04
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半导体制造中监测过量零计数颗粒的统计过程控制
摘要： 在现代半导体制造中，某类测量的粒子计数数据存在过量零值现象，测量中零值比例通常超过50%。这类粒子计数样本数据无法通过泊松分布、零膨胀泊松分布（ZIP）、广义分布（GZIP）、内曼分布及伽马-泊松分布等常用缺陷模型进行良好建模。本文提出阈值-泊松模型来描述具有过量零计数的粒子，并开发了参数估计方法。通过使用15组实测样本与这些常用模型对比，表明阈值-泊松模型能更好地拟合测量数据。同时提出名为阈值-c控制图的控制图方法并推导出控制限，基于模拟研究还讨论了构建控制图的合理最小样本量。
关键词： 过程控制、颗粒计数、控制图、质量控制、统计过程控制、颗粒、零值过多
更新于2025-09-10 09:29:36