CN105372043A - 一种激光焦点测试与激光能量评估装置 - Google Patents

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陈建民
邱慧敏
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties

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Abstract

本发明涉及一种激光焦点测试与激光能量评估装置，包括基体，所述基体具有一预设角度的倾斜面以及一用于与焊接平面接触的基准底面，所述倾斜面上设有用于激光打点进行激光能量评估的测试板材以及用于测量不同激光打点的距离及计算激光焦距移动距离的标尺；所述标尺与所述测试板材平行对齐设置在所述倾斜面上。本发明既可以进行激光焦点确认测试，又可进行不同焦距下激光能量评估；本发明操作更加简洁便利，能够极大缩短焦点位置的确认时间，并可比对不同焦距激光能量变化情况，根据变化情况确定最佳焊接焦距；使用起来安全性高，特别适用于激光设备焦距调整和不同焦距下激光能量评估分析。

Description

一种激光焦点测试与激光能量评估装置
技术领域
本发明属于激光焊接技术领域，具体涉及一种激光焦点测试与激光能量评估装置。
背景技术
激光焊接以可聚焦的激光束作为焊接能源。当高强度激光照射在被焊材料表面上时，部分光能将被材料吸收而转变成热能，使材料熔化，从而达到焊接的目的。
焊接时通常采用聚焦方式会聚激光，焊接时，为了保持足够功率密度，焦点位置至关重要。焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度。一般是通过经验目测或是仪器设备检测，其焦点确定不佳，焦距与焊接效果变化规律不明显、检测设备成本高等弊端，在这种情况下，一套合适的检测工装不但能降低检测成本，提高检测效率，而且能够提高焊接焦距的检测精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光焦点测试与激光能量评估装置，以解决现有技术中存在的激光焊接焦距目测不准确，或精密仪器能量测量成本高，最佳焊接焦距确认难的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种激光焦点测试与激光能量评估装置，包括基体，所述基体具有一预设角度的倾斜面以及一用于与焊接平面接触的基准底面，所述倾斜面上设有用于激光打点进行激光能量评估的测试板材，所述倾斜面上设有用于测量不同激光打点的距离及计算激光焦距移动距离的标尺；所述标尺与所述测试板材平行对齐设置在所述倾斜面上。
所述倾斜面以及基准底面上设有分别设有固定装置，用于所述将测试板材与倾斜面相固定连接在一起以及将所述基体固定在所述焊接平面上。
所述倾斜面以及基准底面上分别设有凹槽，所述固定装置安装在所述凹槽中。
所述固定装置为磁性材料体或胶性材料体。
所述基体采用碳钢制作而成。
本发明既可以进行激光焦点确认测试，又可以进行不同焦距下的激光能量评估；本发明操作更加简洁便利，能够极大的缩短焦点位置的确认的时间，以及可以比对不同焦距激光能量变化情况，根据变化情况确定最佳的焊接焦距；本发明使用起来安全性高，特别适用于实验、生产过程以及理论研究中的激光设备焦距调整和不同焦距下的激光能量评估分析，在生产中提高激光焦距调试效率，理论研究中不同焦距、不同材质对激光能量评估，有很高的实用价值及推广意义。
附图说明
图1为本发明实施例提供的激光焦点测试与激光能量评估装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3所示图2沿A-A线的剖面图；
图4所示为激光焦点测试与激光能量评估装置使用示意图。
具体实施方式
下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。
参见图1-3所示，一种激光焦点测试与激光能量评估装置，包括基体1，所述基体具有一预设角度的倾斜面10以及一用于与焊接平面接触的基准底面，所述倾斜面上设有用于激光打点进行激光能量评估的测试板材3，所述倾斜面上设有用于测量不同激光打点的距离及计算激光焦距移动距离的标尺4；所述标尺与所述测试板材平行对齐设置在所述倾斜面上。
优选的，所述基准底面与所述倾斜面10的低端相接并成预设角度。
进一步的，所述基体的整体为直角三角体状。
其中，所述基体通过所述倾斜面与所述测试板材连接为一体，所述标尺与基体同样连接为一体，并与所述测试板材平行设置在所述倾斜面上。
所述基准底面与焊接平面相面接触并固定。
进一步的，所述倾斜面以及基准底面上设有分别设有固定装置2，用于所述将测试板材3与倾斜面10相固定连接在一起,以及将所述基体1固定在所述焊接平面上，保证基体与焊接平面接触良好。
进一步的，所述倾斜面以及基准底面上分别设有凹槽，所述固定装置2安装在所述凹槽中。
需要说明的是，所述固定装置可为磁性材料体，所述固定装置也可以用双面胶，或用其它固定固定装置。
其中，具体实现上，所述基体采用碳钢制作而成。
需要说明的是，所述测试板材可以选择钢材，也可选择焊接材质。
由于本发明中，所述基体的底部与测试板材成一定的角度，如30度角，可以在激光能量固定、激光头位置固定、平移焊接的情况下，从而通过焊点在测试板材上反馈出的能量的规律变化确定焦点位置，通过计算得出焦距，也可通过其焊接能量的变化筛选出较佳的焊接点，通过计算，确认焊接焦距。
所述测试板材3和标尺4平行对齐，作为测试的量化标准，测试板材用于激光打点，标尺用于测量不同激光能量打点间的间距。
本发明操作使用方法如下，参见图4：
1、将基体的底部平放到焊接面上，固定在焊接面上，基体的底部面也可高于焊接平面预设高度H1；
2、将激光头6调整到基体上方一定位置Z0，保证激光5出光后可以在测试板材3上打点，要求激光5头高于基体1，避免激光头和基体相撞；
3、调整激光焊接能量为固定值；
4、设定焊接程序。激光机焊接轨迹为一条直线(激光头从高端位置移向到低端位置，即倾斜面与基准底面相接侧)，要求轨迹小于主体底面长度，焊接轨迹为平行于底面的直线，且焊线与标尺平行，焊线在测试板材上。焊接轨迹起点和终点在测试板材上。焊接速度保证能看清单独连续打点即可。
5、启动激光焊接。在测试板材上打点成一条直线，由于测试板材与底面成一定角，如30°角，激光头在行进中，焦距在连续改变，从而在测试板材上的焊点连续变化，直径最小点为焦点。从标尺上读取长度L(标尺4最低端为0)，可以计算出焦距f0＝L×sinα(α为基体角度)，同时可以根据不同打点效果筛选出最佳的焊接焦距f1进行焊接。实际焊接时，激光头需要调整高度为：abs(Z0)-f1-H1。
本发明适用于实验、生产过程以及理论研究中的激光设备焦距调整和不同焦距下的激光能量评估分析，在生产中提高激光焦距调试效率，理论研究中不同焦距、不同材质对激光能量评估有很高的实用价值及推广意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种激光焦点测试与激光能量评估装置，其特征在于，包括基体，所述基体具有一预设角度的倾斜面以及一用于与焊接平面接触的基准底面，所述倾斜面上设有用于激光打点进行激光能量评估的测试板材，所述倾斜面上设有用于测量不同激光打点的距离及计算激光焦距移动距离的标尺；所述标尺与所述测试板材平行对齐设置在所述倾斜面上。
2.根据权利要求1所述激光焦点测试与激光能量评估装置，其特征在于，所述倾斜面以及基准底面上设有分别设有固定装置，用于所述将测试板材与倾斜面相固定连接在一起以及将所述基体固定在所述焊接平面上。
3.根据权利要求2所述激光焦点测试与激光能量评估装置，其特征在于，所述倾斜面以及基准底面上分别设有凹槽，所述固定装置安装在所述凹槽中。
4.根据权利要求2所述激光焦点测试与激光能量评估装置，其特征在于，所述固定装置为磁性材料体或胶性材料体。
5.根据权利要求1所述激光焦点测试与激光能量评估装置，其特征在于，所述基体采用碳钢制作而成。
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