[發明專利]用試樣直接標定檢測溫度場熔池寬度的激光熔覆過程在線檢測方法

無效

• 申請號: 201210103310.7
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN103364528A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 劉繼常
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種在線檢測方法，具體地說，是涉及一種對激光熔覆過程進行實時在線檢測的方法。

背景技術

激光熔覆工藝既能進行表面改性，提高工件表面性能及其使用壽命，還能修復貴重金屬零件、直接制造傳統方法不易成形的特殊金屬零件。由于激光熔覆是一個十分復雜的工藝過程，某些因素微小的波動，將引起激光熔覆熔池的變化從而導致之間質量不穩定；另外，對于結構比較復雜的工件，不同部位的熱傳導條件不同，導致激光熔覆形成的熔池也不同，等等。這些問題影響工件質量。

解決這些問題的措施是對激光熔覆過程進行實時在線控制。目前，人們一般的想法是實時在線檢測激光熔覆狀態，得到狀態特征數據，根據檢測到的狀態特征數據實時調節工藝參數，以提高和穩定工件質量。一般需要事先經過對檢測儀器的標定，才能確認狀態特征數據。但是，由于工件(基底、熔覆粉末)材質不同，發生熔化的溫度也不同，在相同溫度下輻射信號也不同；加熱冷卻條件不一樣，熔化過熱度和凝固過冷度不一樣；另外，傳感器對工件檢測的條件不同，傳感器接收到的信號強弱也發生變化。因此，對每種工件在不同工藝條件下激光熔覆過程進行檢測前，都需要到專門的計量機構對儀器進行標定，需要花費較多的人力、物力和財力，也十分不方便，極大地制約了激光熔覆工藝的推廣應用。

發明內容

為了解決上述問題，有效地實現對激光熔覆過程進行實時在線控制，本發明提出了一種通過試驗用試樣直接與試驗中獲取的信息進行對比標定的激光熔覆過程在線檢測方法。

本發明專利的技術方案是：針對一定的工件基底與熔覆粉末材質和檢測條件，進行激光熔覆及其過程在線檢測試驗，把試樣的有關特征數據直接與對應的檢測信息進行對比，以標定過程檢測數據區域及其與實際熔池寬度之間的比例關系，在此基礎上對工件激光熔池過程進行實時在線檢測，實時獲取過程控制所需要的數據。

在過程檢測時，人們往往首先考慮的是檢測到得數據是否準確，而忽略了檢測的真正目的。所以，人們一般先在專門的計量機構對檢測儀器進行準確性標定，然后再用經過標定的檢測儀器去進行測量，期望得到準確的檢測數據。然而，在實踐中往往不能獲得或者不能方便地經常獲得準確的數據。另外，一般用于工藝過程控制的數據往往不是檢測到的信息的絕對值，需要進行分析計算，或者就是一個相對值。在激光熔覆過程中，需要知道的是熔池寬度，因此，只需獲得檢測信息中熔化溫度以上范圍的信息，而不要求得到準確的溫度值及其分布。這與通常人們用儀器檢測工件表面的真實溫度的目的不同。

由于本發明不需要在工藝過程中檢測到準確的溫度值及其分布，不需要確定檢測信息所表示的確切溫度，因而在試驗標定時不需要了解工件材料的確切熔化溫度，只確定在檢測到的信息數據中與實際熔覆熔池區域對應的數據區域以及兩者之間的比例關系。

本發明專利的有益效果是：在觀念上對有關過程檢測的目的有一個重大突破，從獲得準確數據為目的轉變為獲得有用數據為目的；可避免因材料、工件狀況等實際條件變化而導致的專業計量機構的標定工作；可避免因溫度標定誤差引起的檢測誤差，更為重要的是可以避免因材料實際化學成分或工藝條件的變化導致實際熔化溫度等熱物理參數變化引起的誤判。

附圖說明

無附圖。

具體實施方式

在對某類工件進行激光熔覆前，先在給定條件下用與工件的基底和熔覆粉末材質都一樣的試塊和粉末進行激光熔覆及其過程在線檢測試驗，獲取過程在線檢測信息和相應的激光熔覆試樣，然后用相應的試驗結果直接與獲得的檢測信息進行對比，以標定過程檢測到的數據區域及其與相應的實際熔化區域之間的比例關系，再用這個標定結果作為依據，設計有關算法，對工件激光熔覆過程進行實時在線檢測，實時獲取過程控制所需要的數據。