激光焊接时光束焦点位置识别、优化与控制系统研究

阐明了激光焊接时影响焦点位置的各种因素，获得了不同工艺条件下透镜热变形对焦距和熔深影响的重要数据，为全闭环控制提供了实验依据；发现了（1）喷嘴高度与等离子体电荷信号对应关系（2）焦点位置、熔深与等离子体光学信号对应关系两个重要规律，为激光焊质量控制提供了理论依据。提出了焦点位置和喷嘴高度双闭环控制的新概念，研制成功了双闭环控制系统。国际上首次同时实现了激光焊焦点位置优化和全闭环控制以及喷嘴高度的闭环控制，保证在各种工艺条件和干扰因素作用下（三维焊接，工件变形，窗口及透镜热变形，飞行光路等）仍能获得稳定的最佳焦点位置，保持最大熔深及其稳定性。研究成果已在核反应堆工程中（重点攻关项目）获得应用。