CN107105564B - 激光焊小孔等离子体电特性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开激光焊小孔等离子体电特性检测方法，利用由上盖和下盖组成的检测装置，并在其中设置探测机构、进水嘴、进气嘴、出水嘴、出气嘴和连接管，在检测装置的底表面设置绝缘层，用于和工件、焊缝绝缘。在激光焊接焊缝过程中使用电特性检测装置，通过变阻器、放大器和采集卡与电脑相连，直接采集激光焊小孔等离子体的电特性信号。本发明的技术方案稳定性更强，检测范围更大，检测时间更长，对于激光焊过程中小孔的形成和演变，激光焊接质量的在线检测有重要的实际意义。

Description

激光焊小孔等离子体电特性检测方法

本发明申请是母案申请“激光焊小孔等离子体电特性检测装置及方法”的分案申请，母案申请的申请号为2015106642389，申请日为2015年10月14日。

技术领域

本发明属于激光加工技术，更加具体的说，具体涉及一种检测激光焊接过程中包含小孔内等离子及工件上方等离子体羽的电特性的检测装置及方法，本发明所述小孔等离子体的含义是指在深熔焊条件下小孔内等离子及由小孔内喷发出的等离子体。

背景技术

在激光焊接过程中，高能激光束与工件及保护气体相互作用，产生等离子体，亦称激光等离子体。激光焊可以分为热导焊和深熔焊两种模式，具体的说，激光深熔焊过程中产生的等离子体包含小孔内的等离子体和工件上方的等离子体羽，可以统称之为等离子体。焊接过程中产生的等离子体对焊接过程的稳定与否和焊接质量差异有着重要的影响。所以对激光等离子体的研究有重要的实际意义。

从辩证的角度来讲，激光等离子体是我们探测激光焊接过程的桥梁。一方面，激光等离子体中包含了关于焊接过程的重要信息，例如光、电及声信号，国内外有较多的研究,通过对等离子中信息的研究可以获取关于焊接过程的基本信息；另一方面，等离子体对工件的焊接质量有重要的影响，具体表现在工件上方的等离子体羽对激光束的散射及吸收作用，使得激光到达工件表面的能量密度减少，进而影响焊接质量。由于本发明只是涉及激光等离子体电信号的检测，故在此只说明关于激光等离子体电信号探测的现有技术。在一般稳态等离子体的电信号检测方面，以Langmuir探针最为广泛，这是一种有源探针，但是并不适用于激光焊接过程中产生的具有一定波动性的等离子电特性的检测。另外，关于无源电探针检测激光等离子体电特性的现有技术有，激光等离子体的无源电检测装置及方法(专利号201310513676.6)及检测激光等离子体的光电探针及其使用方法(专利号201110360537.5)已获得相关专利授权。值得注意的是，在激光深熔焊模式下，小孔内充满了等离子体，在蒸汽压力，熔池静压力及表面张力相互平衡的状态下，小孔维持张开，焊接过程稳定。所以，要对激光焊接质量进行监控，有必要对小孔内的等离子体特性进行检测。但是，现今无论是利用光电探针还是Langmuir探针或是无源电探针检测等离子的方法只局限在工件上方的等离子体羽，并没有一种检测激光深熔焊模式下的小孔内等离子体特性的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术在检测激光深熔焊模式下小孔内等离子电特性的局限性，提出一种包含小孔内等离子体及小孔中喷发出的等离子体的电源模型，并在此基础之上发明了一种可以对小孔等离子体电特性进行检测的装置及方法，实现了对激光深熔焊模式下小孔等离子体电特性的检测。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

激光焊小孔等离子体电特性检测装置，包括电信号检测装置、第一连接导线、第二连接导线、变阻器、放大电路、数据采集卡和计算机，其中：

电信号检测装置通过第二连接导线与变阻器相连；第一连接导线的一端与变阻器相连，另一端与工件相连；变阻器与放大电路相连，放大电路与数据采集卡相连，数据采集卡与计算机相连，激光束与工件及保护气体相互作用，形成等离子体，等离子体中的电流信号经电信号检测装置和工件的连接导线引出，流经外接负载电阻(即变阻器)，由放大电路和数据采集卡采集负载电阻两端的电压信号，通过电压和电阻即可得出等离子中的电流信号，最终电压信号和电流信号进入计算机进行存储；

电信号检测装置包括探测机构、下盖和上盖；探测机构整体为圆筒状，上端开口，下端设置挡片，在挡片的中央设置激光作用口，在激光作用口的一侧设置气体流出口，探测机构的中央为通孔结构，以为激光作用提供通道；上盖和下盖的中央位置均设置有通孔，上盖和下盖连接为一个整体为圆柱状的壳体，在壳体内部形成空腔，在下盖上设置与空腔相连的进水嘴、出水嘴和进气嘴；出气嘴设置在探测机构的挡片上，其一端通过连接管道与进气嘴相连，另一端与气体流出口相连；探测机构整体位于壳体内，探测机构的上端固定设置在上盖的通孔中，探测机构的挡片固定设置在下盖的通孔中且与下盖的下表面平齐，共同组成电信号检测装置的下表面，并在电信号检测装置的下表面上设置耐热绝缘层。

在上述技术方案中，探测机构的中央为通孔结构，与挡片中央的激光作用口配合为激光作用提供通道，激光源通过探头机构的通过和激光作用口，作用在工件进行激光焊接；通孔结构由上端的圆形通孔和下端的锥形孔组成，锥形孔的最大直径与圆形通孔直径一致，均为小于等于10mm优选在6—10mm，以避免等离子体对激光束的透镜效应，锥形孔的最小直径为3—5mm，以使得激光等离子体与探测机构的通孔结构的下端锥形孔的表面良好接触。

在上述技术方案中，探测机构的挡片的上端的圆筒状结构的壁厚在2—3mm。

在上述技术方案中，耐热绝缘层的厚度在0.5mm之内，材料选用耐热(针对激光焊接的温度，能够承受且不发生熔化形变等)的绝缘材料即可，选用涂覆、粘附均可；使用耐热绝缘层的目的在于切断工件上方等离子体羽与焊接工件组成的电流回路，使得等离子体中的电流信号流入探测机构，这相当于改变了等离子体中的电流回路，实现了利用电信号探测装置检测激光焊接过程中小孔等离子体的电特性这一目的。

在上述技术方案中，在待焊接工件上设置有夹具，用于夹持和固定电信号检测装置。

在上述技术方案中，为方便进行电信号的传导，电信号检测装置中的探测机构、下盖、上盖、进水嘴、出水嘴、进气嘴选用金属材料，优选铜，即将整个电信号检测装置整体采用金属材料进行制备，以便于在电信号检测装置的任何部位均可与第二连接导线相连，向外导出电信号。

在上述技术方案中，进水嘴和出水嘴设置在下盖直径的两端，以便冷却水由进水嘴进入空腔后，流经最长的距离(即下盖的直径)后，再从出水嘴流出，更好地为整个电信号检测装置提供冷却处理。

在上述技术方案中，进气嘴设置在连接进水嘴和出水嘴的圆弧的中央位置，用于激光焊接保护的惰性气体从进气嘴经连接管道，进入出气嘴，再经过气体流出口流出，实现对激光焊接的气体保护，以实现气体和冷却水的分离存在，同时冷却水实现对连接管道的冷却。

在上述技术方案中，所述气体流出口设置在挡片上且贯穿整个挡片，以形成导气通道，导气通道的中轴线与整个电信号检测装置的下表面(即水平方向)的夹角为30—50°，以使惰性气体(氮气、氦气或者氩气)能够对激光与工作作用区域及其周围进行保护(保护焊缝，防止其氧化)。

在上述技术方案中，所述连接管道选用导气软管即可。

在上述技术方案中，出气嘴通过螺纹连接设置在探测机构的挡片上。

在上述技术方案中，上盖与下盖外表面直径在60—100mm之间，壁厚3—5mm，腔体高度30—60mm范围内，以保证冷却效果。

在上述技术方案中，探测机构的挡片与下盖螺纹连接并固定。

在上述技术方案中，探测机构的上端通过垫板和连接螺栓固定设置在上盖的通孔中，且连接螺栓向下延伸与下盖连接，以使探测机构、上盖和下盖成为一个整体。

在上述技术方案中，探测机构和上盖、上盖和下盖、探头机构和下盖的连接处设置密封圈，选用耐热密封材料进行制备的密封圈。

利用上述装置检测小孔等离子电特性的方法，按照下述步骤进行：

步骤1，电信号检测装置通过第二连接导线与变阻器相连；第一连接导线的一端与变阻器相连，另一端与工件相连；变阻器与放大电路相连，放大电路与数据采集卡相连，数据采集卡与计算机相连，变阻器两端的电压经放大电路后经数据采集卡进入计算机；电信号检测装置置于工件表面，将激光源对准电信号检测装置中探测机构的通孔和激光作用口，以使激光束能够穿过通过和激光作用口到达工件表面，电信号检测装置的耐热绝缘层的下表面与工件的焊缝上表面的高度在2mm以内；

步骤2，打开激光源进行激光焊接，同时利用进气嘴、连接管道、出气嘴和气体流出口输入惰性保护气体，利用进水嘴和出水嘴进行水冷；

步骤3，数据采集卡将模拟电压信号转换为数字电信号，数字电信号经数据采集线进入计算机并显示并存储。

在上述技术方案中，由于电信号检测装置可以全部包围着等离子体，所以采集到的电信号稳定，采集的范围也最大。改变外接变阻器阻值(即变阻器的电阻值)，使其从小到大变化，每改变一次电阻值，测量一次电信号，最终会得到关于小孔等离子体伏安特性曲线。

将激光等离子体(包括小孔内的等离子体和工件上方的等离子羽)视为一个电源，如图7所示，在等离子体内部，由于在小孔内部纵向存在压力梯度P_e及温度梯度T_e，由公式(1)可知在小孔的内部会出现电位差。在等离子内部，由于将之看成是一个电源，在小孔内部温度梯度的方向与电位梯度的方向一致，所以电子流由(n_e,T_e)2(B处)流向(n_e,T_e)0(O处)，标记为j_e,h。在工件上方的等离子羽看为是电源模型的一部分，由于在等离子体中心(n_e,T_e)0(O处)处的温度及压力高于外部，所以由温度梯度与压力梯度和电位梯度之间的关系可知，在等离子羽中，电子流由中心处(n_e,T_e)0(O处)以辐射状向边界处(n_e,T_e)1(A处)流动，标记为j_e,pl。综上所述小孔内的电子流从B处流向O处，再从O处流向A处，这是等离子内部的电子流动方向。由于等离子与焊接工件相接触，故等离子中的电子流会流向焊接工件，为了测量小孔等离子体中的电子流，利用本发明的电信号检测装置进行检测，由于在电信号检测装置下表面涂敷了一层耐热绝缘层，所以当激光等离子体从小孔内喷出，通过激光作用口进入探测机构的通孔后，等离子体中的电子流不会进入焊接工件，而是流入探测机构与外接变阻器组成的检测电路，具体检测电路原理图如图8所示(通孔采用上端的圆形通孔和下端的锥形孔，由下端锥形孔的表面与激光等离子体接触)，这样可以实现激光焊接过程中小孔等离子体电特性的检测。考虑到等离子体中鞘层效应的影响，探测机构上的电位为公式(2)所示。

公式(1)，(2)中▽φ_plasma为等离子体中的电位梯度，n_e为电子密度，T_e为电子温度，e为电子电量，m_i为离子质量，φ_probe为探测机构上的电位(即电信号检测装置上的电位)；▽T_e为电子温度梯度，▽n_e为电子密度梯度，k为普朗克常数。

与现有技术相比，本发明的检测方法与检测装置和现有检测激光等离子体方法最大的不同是在于，本发明所提出的检测装置和检测方法可以检测激光焊过程中小孔内等离子体电特性，这是现有的技术所不能做到的。另外，这种对于激光等离子体的检测方法，稳定性更强，检测范围更大，检测时间更长，对于激光焊过程中小孔的形成和演变，激光焊接质量的在线检测有重要的实际意义。

附图说明

图1是本发明的激光焊接过程中小孔等离子体电特性检测装置的总体布置示意图，其中13-焊接工件，14-焊缝，15-电信号探测装置，16-第一连接导线，用于连接焊接工件，17-变阻器，18-放大电路，19-数据采集卡，20-计算机，21-第二连接导线，用于连接电信号探测装置，22-激光束，23-夹具。

图2是本发明的电信号探测装置的三维外观示意图，其中1-探测机构，3—下盖，4-进水嘴，5-上盖，6-垫板，7-连接螺栓，9-进气嘴，10-出水嘴。

图3是本发明的电信号探测装置的俯视图，其中1-探测机构，4-进水嘴，5-上盖，6-垫板，7-连接螺栓，9-进气嘴，10-出水嘴。

图4是对应图3中B-B方向的剖视图，其中1-探测机构，2-出气嘴，3-下盖，4-进水嘴，5-上盖，6-垫板，7-连接螺栓，8-密封圈，10-出水嘴，12-耐热绝缘层。

图5是本发明的电信号探测装置的拆解视图，其中1-探测机构，1-1为激光作用口，1-2为气体流出口，2-出气嘴，3-下盖，4-进水嘴，5-上盖，6-垫板，7-连接螺栓，8-密封圈，9-进气嘴，10-出水嘴，11-软管。

图6是本发明的电信号探测装置与焊接工件的位置关系示意图，其中13-焊接工件，14-焊缝，15-电信号探测装置，22-激光束，23-夹具，h为探测机构绝缘层下表面与焊接工件之间的距离。

图7是小孔等离子体电源模型原理图，其中13-焊接工件，22-激光束，24-焊接熔池，25-小孔，26-等离子体羽，B点位于小孔之中，O点位于等离子体羽中，A点位于焊接熔池中，等离子体羽的张开半径标记为R。

图8是利用本发明提出的电信号探测装置检测激光焊过程中小孔等离子体电特性的电路原理示意图，其中12-耐热绝缘层，13-焊接工件，15-电信号探测装置，17-变阻器，22-激光束，24-焊接熔池，25-小孔，26-等离子体羽。

图9是激光深熔焊模式下，采集到的小孔等离子体的电信号，电信号为外接变阻器电阻值为2000Ω下所得。

图10是激光深熔焊模式下得到的焊缝表面形貌图。

图11是激光深熔焊模式下得到的焊缝横截面形貌图。

图12是激光热导焊模式下，采集到的小孔等离子体的电信号，电信号为外接变阻器电阻值为2000Ω下所得。

图13是激光热导焊模式下得到的焊缝表面形貌图。

图14是激光热导焊模式下得到的焊缝横截面形貌图。

图15是激光深熔焊模式下采集到的小孔等离子体的电信号阶段划分示意图。

图16是激光焊接过程中电压幅值与外接变阻器电阻值之间的关系曲线图，其中曲线1为焊接初始阶段——小孔形成初始阶段(即I阶段)电压幅值与变阻器电阻值的关系曲线图，曲线2为焊接稳定阶段——小孔稳定阶段(即III阶段)电压幅值与变阻器电阻值的关系曲线图。

图17是激光焊接初始阶段，即小孔形成初始阶段小孔等离子体的伏安关系曲线图。

图18是激光焊接稳定阶段，即小孔稳定阶段小孔等离子体的伏安关系曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

如附图1—5所示，本发明的激光焊小孔等离子体电特性检测装置，包括电信号检测装置、第一连接导线、第二连接导线、变阻器、放大电路、数据采集卡和计算机，其中：

电信号检测装置通过第二连接导线与变阻器相连；第一连接导线的一端与变阻器相连，另一端与工件相连；变阻器与放大电路相连，放大电路与数据采集卡相连，数据采集卡与计算机相连；

整个电信号检测装置整体采用金属铜进行制备，电信号检测装置包括探测机构、下盖和上盖；探测机构整体为圆筒状，上端开口，下端设置挡片，在挡片的中央设置激光作用口，在激光作用口的一侧设置气体流出口，探测机构的中央为通孔结构，以为激光作用提供通道；上盖和下盖的中央位置均设置有通孔，上盖和下盖连接为一个整体为圆柱状的壳体，在壳体内部形成空腔，在下盖上设置与空腔相连的进水嘴、出水嘴和进气嘴；出气嘴设置在探测机构的挡片上，其一端通过连接管道与进气嘴相连，另一端与气体流出口相连，气体流出口设置在挡片上且贯穿整个挡片，以形成导气通道，导气通道的中轴线与整个电信号检测装置的下表面的夹角为30°；探测机构整体位于壳体内，探测机构的上端固定设置在上盖的通孔中，探测机构的挡片固定设置在下盖的通孔中且与下盖的下表面平齐，共同组成电信号检测装置的下表面，并在电信号检测装置的下表面上设置耐热绝缘层0.5mm。

探测机构的中央为通孔结构，与挡片中央的激光作用口配合为激光作用提供通道，激光源通过探头机构的通过和激光作用口，作用在工件进行激光焊接；通孔结构由上端的圆形通孔和下端的锥形孔组成，锥形孔的最大直径与圆形通孔直径一致，均为10mm，锥形孔的最小直径为5mm。探测机构的挡片的上端的圆筒状结构的壁厚在2mm。

进水嘴和出水嘴设置在下盖直径的两端，进气嘴设置在连接进水嘴和出水嘴的圆弧的中央位置，上盖与下盖外表面直径为100mm，壁厚3mm，腔体高度为60mm；出气嘴通过螺纹连接设置在探测机构的挡片上；探测机构的挡片与下盖螺纹连接并固定；探测机构的上端通过垫板和连接螺栓固定设置在上盖的通孔中，且连接螺栓向下延伸与下盖连接，以使探测机构、上盖和下盖成为一个整体；探测机构和上盖、上盖和下盖、探头机构和下盖的连接处设置密封圈，选用耐热密封材料进行制备的密封圈。

如图6所示，电信号检测装置的耐热绝缘层的下表面与工件的焊缝上表面的高度在2mm，在待焊接工件上设置有夹具，用于夹持和固定电信号检测装置。

电信号检测装置通过第二连接导线与变阻器相连；第一连接导线的一端与变阻器相连，另一端与工件相连；变阻器与放大电路相连，放大电路与数据采集卡相连，数据采集卡与计算机相连，变阻器两端的电压经放大电路后经数据采集卡进入计算机；电信号检测装置置于工件表面，将激光源对准电信号检测装置中探测机构的通孔和激光作用口，打开激光源进行激光焊接，同时利用进气嘴、连接管道、出气嘴和气体流出口输入惰性保护气体，利用进水嘴和出水嘴进行水冷，使得整个电信号检测装置维持在一个相对低的温度范围之内，避免激光焊接产生热量对设备的影响。

本发明实施例的设备采用Nd:YAG激光器，激光波长1.06μm，聚焦透镜焦距300mm，焊接过程采用激光表面自熔方法，板厚3mm，实验所用保护气为Ar气，气流量25L/min，离焦量-1mm，材料选用激光焊等离子喷发比较强烈的A304不锈钢，所选焊接参数如表1所示。

表1

激光功率	焊接速度	离焦量	保护气流量
				1200w	4mm/s	-1	25L/min

激光焊接过程电信号被采集后，经调理电路放大和滤波，利用采集卡进行A/D转换并存储，并传输到计算机。

图9-11为激光深熔焊模式下的电信号、焊缝表面形貌与焊缝横截面形貌图(电信号均为外接负载电阻为2000Ω下所得)，在稳定的深熔焊模式下，电信号初期会出现一个较大的峰值，经过过渡阶段后，电信号维持稳定。焊缝表面光洁平滑，工件被焊透。这是由于在焊接过程中，小孔形成后，维持在张开的状态，激光能量能够充分的进入小孔。

图12-14为激光热导焊模式下的电信号、焊缝表面形貌与焊缝横截面形貌图(电信号均为外接负载电阻为2000Ω下所得)，热导焊模式下的电信号在时域范围内，并没有初始峰值，而且与深熔焊模式下的电信号有截然相反的变化趋势。随着焊接过程的进行，电信号幅值的绝对值先增加后维持稳定，且电信号幅值的绝对值在时域范围内均小于深熔焊模式下电信号的初始峰值。与深熔焊模式相比，热导焊模式下的焊缝深宽比严重减小。

要检测激光焊接中的小孔等离子体的电特性，所以本发明选取深熔焊模式下的电信号，对其进行分析后发现，由电信号探测装置探测到的激光深熔焊模式下的电信号可以很好的说明激光深熔焊的过程。如图15所示，为深熔焊模式下电信号阶段划分示意图。根据以往的研究结果可以对之划分为三个阶段(图15中所应用的电信号为变阻器电阻值为2000Ω时得到的电信号，截取0.6s的时间范围)。

I：焊接初始阶段(深熔焊模式下，小孔形成的初始阶段)，时间范围在1-10ms内；II：焊接过渡阶段(深熔焊模式下，小孔从形成到稳定的阶段)，时间范围在0.5s内；III：焊接稳定阶段(深熔焊模式下，小孔稳定的阶段)。

针对已经划分的三个阶段，着重分析焊接初始阶段(I阶段)和稳定阶段(III阶段)。利用上文提出的小孔等离子体电特性检测方法进行实验，外接变阻器电阻值在0-25kΩ间变化，描绘出小孔形成初始阶段(I阶段)和小孔稳定阶段(III阶段)的电压幅值与电阻值之间的关系曲线。如图16所示，可以发现I与III过程中，电压幅值的绝对值随着变阻器的电阻值的增大而增大，当在20kΩ后变化不大，基本达到饱和。焊接初始阶段的电信号幅值的绝对值要高于稳定阶段的电信号幅值之绝对值。确定了电压值与电阻值之间的关系曲线，进而可以描绘出关于小孔初始阶段(I阶段)和稳定阶段(III阶段)的伏安特性曲线。

图17为焊接初始阶即小孔形成初始阶段(I阶段)等离体的伏安特性曲线图，可以看出，在焊接初始阶段(I阶段)，伏安曲线为一条直线，即在激光功率为1200w(cw)条件下，作为电源的小孔等离子体的内阻为一定值(约2370欧姆)。而在焊接稳定阶段(III阶段)等离子的伏安曲线(如图18)为一条曲线，此时小孔等离子体的内阻并不是一个定值。

综上所述：本发明提出了一种新的包含小孔内等离子及工件上方等离子体羽的电源模型，并在此基础上提出了一种检测小孔等离子体电特性的检测装置及检测方法，可以实现对激光焊过程中小孔等离子体的电特性的检测，即本发明的激光焊小孔等离子体电特性检测装置、电信号检测装置及方法在检测激光焊接过程中小孔等离子体电特性中的应用，在固定外接电阻阻值的情况下采集激光深熔焊模式下的电信号，在固定外接电阻阻值的情况下采集激光热导焊模式下的电信号，在改变外接电阻阻值的情况下针对激光深熔焊模式下的电压值与电阻值的关系曲线和伏安特性曲线。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.激光焊小孔等离子体电特性检测方法，其特征在于，采用激光焊小孔等离子体电特性检测装置进行检测，激光焊小孔等离子体电特性检测装置包括电信号检测装置、第一连接导线、第二连接导线、变阻器、放大电路、数据采集卡和计算机，其中：电信号检测装置通过第二连接导线与变阻器相连；第一连接导线的一端与变阻器相连，另一端与工件相连；变阻器与放大电路相连，放大电路与数据采集卡相连，数据采集卡与计算机相连；电信号检测装置包括探测机构、下盖和上盖；探测机构整体为圆筒状，上端开口，下端设置挡片，在挡片的中央设置激光作用口，在激光作用口的一侧设置气体流出口，探测机构的中央为通孔结构，以为激光作用提供通道；上盖和下盖的中央位置均设置有通孔，上盖和下盖连接为一个整体为圆柱状的壳体，在壳体内部形成空腔，在下盖上设置与空腔相连的进水嘴、出水嘴和进气嘴；出气嘴设置在探测机构的挡片上，其一端通过连接管道与进气嘴相连，另一端与气体流出口相连，气体流出口设置在挡片上且贯穿整个挡片，以形成导气通道，导气通道的中轴线与整个电信号检测装置的下表面的夹角为30—50°；探测机构整体位于壳体内，探测机构的上端固定设置在上盖的通孔中，探测机构的挡片固定设置在下盖的通孔中且与下盖的下表面平齐，共同组成电信号检测装置的下表面，并在电信号检测装置的下表面上设置耐热绝缘层；探测机构的中央为通孔结构，与挡片中央的激光作用口配合为激光作用提供通道；在进行检测时，按照下述步骤进行：

步骤1，电信号检测装置通过第二连接导线与变阻器相连；第一连接导线的一端与变阻器相连，另一端与工件相连；变阻器与放大电路相连，放大电路与数据采集卡相连，数据采集卡与计算机相连，变阻器两端的电压经放大电路后经数据采集卡进入计算机；电信号检测装置置于工件表面，将激光源对准电信号检测装置中探测机构的通孔和激光作用口，以使激光束能够穿过激光作用口到达工件表面，电信号检测装置的耐热绝缘层的下表面与工件的焊缝上表面的高度在2mm以内；

步骤2，打开激光源进行激光焊接，同时利用进气嘴、连接管道、出气嘴和气体流出口输入惰性保护气体，利用进水嘴和出水嘴进行水冷；

步骤3，数据采集卡将模拟电压信号转换为数字电信号，数字电信号经数据采集线进入计算机并显示并存储。

2.根据权利要求1所述的激光焊小孔等离子体电特性检测方法，其特征在于，改变外接变阻器阻值即变阻器的电阻值，使其从小到大变化，每改变一次电阻值，测量一次电信号，最终会得到关于小孔等离子体伏安特性曲线。

3.根据权利要求1所述的激光焊小孔等离子体电特性检测方法，其特征在于，通孔结构由上端的圆形通孔和下端的锥形孔组成，锥形孔的最大直径与圆形通孔直径一致，均为6—10mm，锥形孔的最小直径为3—5mm。

4.根据权利要求1所述的激光焊小孔等离子体电特性检测方法，其特征在于，耐热绝缘层的厚度在0.5mm之内。

5.根据权利要求1所述的激光焊小孔等离子体电特性检测方法，其特征在于，进水嘴和出水嘴设置在下盖直径的两端，进气嘴设置在连接进水嘴和出水嘴的圆弧的中央位置。

6.根据权利要求1所述的激光焊小孔等离子体电特性检测方法，其特征在于，出气嘴通过螺纹连接设置在探测机构的挡片上；探测机构的挡片与下盖螺纹连接并固定。

7.根据权利要求1所述的激光焊小孔等离子体电特性检测方法，其特征在于，探测机构的上端通过垫板和连接螺栓固定设置在上盖的通孔中，且连接螺栓向下延伸与下盖连接，以使探测机构、上盖和下盖成为一个整体，探测机构和上盖、上盖和下盖、探头机构和下盖的连接处设置密封圈。