机械工程学报

作者：吴剑钊, 孙家豪, 张超勇, 曹华军, 葛威威

单位：1. 华中科技大学数字化制造装备与技术国家重点实验室 武汉 430074;2. 新加坡国立大学机械工程系 新加坡 117575;3. 湖北工业大学机械工程学院 武汉 430068;4. 重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆 400044

关键词：激光焊接,碳排放,建模,焊接性能,多响应评价；

基金：国家自然科学基金国际合作与交流(51861165202)和国家自然科学基金(51575211)

全球暖化的背景下，环境影响与制造质量的协同探究成为了研究热点之一。激光焊接广泛应用于汽车、航空航天、轨道交通等制造业，但其碳排放高、能量利用率低。因此，亟需对激光焊接工艺的碳排放特性进行研究，并协同焊接质量展开综合评价。通过搭建激光焊接的碳排放监测平台，分析激光焊接平台各系统(激光发生器、冷水机、机器人、保护气体系统)的碳排放特性，构建激光对接焊的碳排放模型，计算了各系统不同阶段的碳排放占比。采用最优拉丁超立方采样法，开展激光对接焊实验，将拉伸强度和焊缝完整性作为焊接性能的评价指标，分析了激光工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)对碳排放和焊接性能的影响。实验结果表明，焊接速度对碳排放影响最大，而激光功率对拉伸强度和焊缝完整性的影响最大。对于三个响应指标，激光功率呈正向作用，而焊接速度呈负向作用。根据提出的多响应综合评价方法，对25组激光对接焊的实验结果进行了评分与优劣排序。提出的方法可为激光低碳制造的工程评价提供一定的参考。

来源：2023年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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