[發明專利]一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法及其裝置

在審

• 申請號: 201911039022.8
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110757014A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 管迎春;胡國慶;楊明軒
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70
• 代理公司: 11465 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一，對熱障涂層葉片樣本進行預處理；

步驟二，對預處理后的所述熱障涂層葉片進行加工，在控制加工速率的同時，測量加工所述熱障涂層葉片不同層時的光信號光譜；

步驟三，收集熱障涂層葉片激光加工過程中的光信號，并依據步驟二光譜數據和標準物質特征光譜信號數據庫進行濾波，得到特征光譜信號，實時測量所述特征光譜信號功率；

步驟四，比對所述特征光譜信號與加工熱障涂層葉片時不同層所對應的特征光譜信號的信號特征，以比對結果作為反饋控制信號，判斷所述反饋控制信號的屬性，根據所述屬性實時反饋激光加工參數并切換和調控加工參數。

2.根據權利要求1所述的一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法，其特征在于，步驟一具體為：對熱障涂層葉片樣本進行水洗和超聲清洗。

3.根據權利要求1所述的一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法，其特征在于，步驟二中測量不同層的光信號光譜采用高掃描速度的光譜儀進行測量。

4.根據權利要求1所述的一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法，其特征在于，步驟三中的收集熱障涂層葉片激光加工過程中的光信號的方法包括：采用光纖耦合器件或者聚焦透鏡在側向收集光信號，或者采用與加工光路同軸的反射光路收集光信號。

5.根據權利要求1所述的一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法，其特征在于，步驟三中采用多通道固定濾波器件或可調諧多通道濾波器或可編程光處理器進行特征光譜信號濾波處理，并采用分立式高速響應光電探測器或者光電探測器陣列快速探測特征光譜信號功率。

6.根據權利要求1所述的一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法，其特征在于，步驟四中所述的信號特征比對的內容包括比對信號功率數值、功率變化特征、功率穩定性和同時測得多個信號間的功率比例。

7.根據權利要求1所述的一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋方法，其特征在于，步驟四中所述的激光加工參數包括激光功率，調整范圍為1-5000W，激光脈沖寬度，調整范圍為納秒到飛秒，重復頻率，調整范圍為0.01-100kHz、，激光光斑直徑，調整范圍為1-1000μm，加工環境，范圍包括空氣、真空、水環境和射流環境。

8.一種熱障涂層葉片高效激光加工實時反饋裝置，其特征在于，包括高速光譜測量儀、光信號收集裝置、濾波裝置、光電探測器、數據采集與系統控制裝置和激光加工系統；

所述高速光譜測量儀與所述數據采集與系統控制裝置相連，所述光信號收集裝置、所述濾波裝置和所述光電探測器依次與所述數據采集與系統控制裝置相連，所述數據采集與系統控制裝置和所述激光加工系統相連。