CN110779634A - 可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置及使用方法,所述装置包括密封腔体平台、高能量密度激光发射系统、比色测温仪及附属数据采集装置、四向移动平台、待烧蚀实验金属块、蓝牙遥控旋转平台、计算机及抽压气机系统;通过该装置系统可实现以下功能:密闭腔体内的测温仪测温点与激光初始射点的可控快速对点;金属熔池演化过程固定/移动两种激光模式下,不同位置温度的跟随/定点实时测量;多次/重复试验的方便快速切换;不同测温环境变换。本发明结构简单明了、功能性强、设计新颖可靠、成本较低,可以为明晰高温金属熔池演化机理及提高金属增材制造质量提供基础和帮助。
Description
技术领域
本发明涉及高能量密度激光作用下金属熔池演化机理研究领域,具体为一种可控快速切换的密闭腔体激光烧蚀金属熔池重复测温装置。
背景技术
以层层包覆、快速制造为特点的金属增材制造技术是高端制造业的前沿技术,利用增材制造技术直接生产金属零件与金属部件,具有成品综合力学性能优异、无需大型锻铸工业装备及其相关配套基础设施、可实现多种材料任意复合制造及对传统难加工材料的成型等一系列优点,对于航空、航天、核电、石化、船舶等重大高端装备制造业内的高性能、难加工金属大型关键构件制造意义重大,被广泛应用于上述领域。
在金属增材制造过程中,金属粉末在高能量密度激光照射下熔化形成了金属熔池,并在激光离开后凝固形成制造层。熔池作为固体部分的初始形态,其形态控制、温度场分布与凝固特性极为重要,特别是熔池的温度分布直接决定着熔池内部的流动及热历史。过低的熔化温度会造成熔化层较浅、熔化不均匀,制造质量较差;而过高的熔化温度则会造成熔池内流动剧烈,产生飞溅、气体捕捉等不利现象,还会造成能量浪费;此外,研究表明熔池的热历史直接影响着成品的力学特性和机械强度。因此,熔池的温度研究对控制产品质量至关重要。
现有的熔池温度研究方法中,主要有数值模拟及实验研究两种方式。其中,实验研究更为准确和令人信服,其也是模拟研究的基础所在。但是由于高温烧蚀易氧化,需要在密封的惰性气体或真空环境进行,目前的实验装置大多采用制造点局部喷射惰性气体或者是密封罩进行处理。局部喷射惰性气体保护面较小,且容易影响制造表面成型及表面温度的测量;密封罩处理又存在更换试件较困难以及换件过程时间浪费的问题。为了解决上述问题,本文开发了一种可控快速切换的密闭腔体激光烧蚀金属熔池重复测温装置。
发明内容
本发明的目的旨在构建一种可控快速切换的密闭腔体激光烧蚀金属熔池重复测温装置,以解决密闭空间内的测点不能快速对准、金属熔池温度不能实时追踪、测试环境不能切换以及不能多次/重复实验的进行。
基于上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置,包括密封玻璃,密封玻璃内部为密封腔体,密封玻璃内底部具有承重平台,该承重平台上设有四向移动平台和蓝牙遥控旋转平台,所述四向移动平台上安装有比色测温仪,所述蓝牙遥控旋转平台上放置若干待烧蚀实验金属块,所述密封玻璃内顶部布置有激光支架,激光支架上具有激光发射器,所述激光发射器前方设有激光反射棱镜系统;所述密封玻璃上设有航插接口,密封玻璃外设有驱动电机、计算机、移动控制手柄、惰性气体气瓶,所述移动控制手柄上的线路和驱动电机上的线路均通过航插接口连接至四向移动平台,所述计算机上具有两条线路,其中一条线路连接至比色测温仪,另一条线路通过航插接口连接至激光发射器,所述密封玻璃上开设有气孔,所述惰性气体气瓶上设有连接至气孔的气道,该气道上设有抽压气机和阀门。
作为更进一步的优选方案,所述四向移动平台包括平台底座,平台底座上设有卧式的x向横轴臂,x向横轴臂沿长度方向设有x向半开口卡槽,x向横轴臂上部设有竖立的z向竖轴臂,z向竖轴臂下端具有在x向半开口卡槽内滑动的z向卡槽支架,所述z向竖轴臂的侧部沿长度方向设有z向半开口卡槽,z向竖轴臂的侧部设有卧式的y向横轴臂,y向横轴臂上设有沿z向半开口卡槽活动的y向卡槽支架,y向横轴臂沿长度方向设有y向半开口卡槽,所述y向横轴臂上还设有滑块,所述滑块上具有沿y向半开口卡槽活动的滑块支架,滑块上具有360°旋转液压支架,所述比色测温仪安装在360°旋转液压支架上。
作为更进一步的优选方案,所述x向横轴臂上设有用于驱动z向竖轴臂移动的x向移动液压支架,x向移动液压支架与z向竖轴臂之间通过z向竖轴臂底部支架孔固定;所述z向竖轴臂上设有用于驱动y向横轴臂移动的z向移动液压支架,z向移动液压支架与y向横轴臂之间通过y向横轴臂底部支架孔固定;所述y向横轴臂上设有用于驱动滑块移动的y向移动液压支架,y向移动液压支架与滑块之间通过滑块支架孔固定。
作为更进一步的优选方案,所述气道上还设置有压力表。
作为更进一步的优选方案,所述密封玻璃外部具有可远程控制蓝牙遥控旋转平台的蓝牙遥控器。
一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置的使用方法,包括以下步骤:
步骤一:安装密封玻璃形成密封腔体,首先进行测温点与激光初始射点的对点过程:I.打开比色测温仪红光功能,发射红光斑点;II.打开激光发射器红光功能,发射红光斑点;III.操作四向移动平台,配合使用前后、左右、上下移动及旋转功能,使比色测温仪红光斑点靠近激光发射器红光斑点;IV.关闭比色测温仪红光,打开比色测温仪目镜功能,在计算机上监测比色测温仪测温点与激光发射器红光斑点具体位置,继续操作四向移动平台,进行微调直至二者重合;V.完成比色测温仪测温点与激光发射器红光斑点对点过程;
步骤二:密封腔体内真空/不同压力环境切换过程:
真空环境构建:I.拆除抽压气机进口的惰性气体瓶,使其进口裸露于大气中;II.打开气道阀门,运转抽压气机,正转进行抽气;III.通过压力表监测腔体内压力值,当真空度为0时,关闭气道阀门;IV.关闭抽压气机,完成真空环境构建;
不同压力环境构建:I.安装抽压气机进口惰性气体瓶,并打开惰性气体瓶;II.打开气道阀门,运转抽压气机,反转进行压气;III.通过压力表监测腔体内压力值,当压力为指定压力时,关闭气道阀门;IV.关闭抽压气机,完成指定压力环境构建;
步骤三:金属熔池演化过程固定/移动两种激光模式下,不同位置温度的跟随/定点实时测量:
固定激光模式下定点位置温度测量:I.处理试验件至统一标准,设定熔池演化过程中待测位置点与熔池中心距离;II.打开激光发射器红光,移动其至待烧蚀实验金属块上,固定此点并标定为熔池中心;III.操作四向移动平台进行对点;IV.使用四向移动平台微调功能,移动比色测温仪测点至预设测点位置;V.设定激光发射器功率,打开激光发射器激光功能,烧蚀待测金属,完成待测点温度的测量;
移动激光模式下跟随温度测量:I.处理试验件至统一标准,设定熔池演化过程中待测位置点与熔池中心距离;II.打开激光发射器红光,移动其至待烧蚀实验金属块上,并标定为熔池中心;III.操作四向移动平台进行对点;IV.使用四向移动平台微调功能,移动比色测温仪测点至预设测点位置;V.通过计算机预设激光移动方向及移动速度;VI.通过控制手柄预设四向移动平台具有相同的移动方向及移动速度;VII.设定激光发射器功率,打开激光发射器激光功能,烧蚀待测金属,完成待测熔池位置温度的跟随测量;
步骤四:多次/重复试验的方便快速切换:I.计算待烧蚀实验金属块均分分布角度;II.预设蓝牙遥控旋转平台的旋转速度;III.计算并预设旋转平台旋转时间;IV.旋转平台,完成待烧蚀实验金属块的快速切换;V.按照前述步骤完成预设点温度的测量。
作为更进一步的优选方案,所述步骤三中设定的激光功率在100W~1500W,设定的激光移动速度为0.35mm/s~0.8mm/s。
作为更进一步的优选方案,所述步骤三中激光发射器时间响应为10-9s。
作为更进一步的优选方案,所述步骤三中比色测温仪时间响应为10-4s,测温范围为500K~3800K。
作为更进一步的优选方案,所述步骤三中四向移动平台操作响应时间为10-4s,最小移动距离为10-2mm,最小调整角度为0.1°。
与现有技术相比,本发明提出的一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置及使用方法,利用此装置可以实现密闭空间内的测点快速对准,解决了手动对点存在的困难,方便快捷;同时,在兼顾金属熔池温度的实时追踪的功能下,本装置可以对不同的操作环境进行快速的切换;此外,解决了多次/重复实验过程中所带来的的麻烦和时间的浪费。本装置系统发明简单明了、功能性强、设计新颖可靠、成本较低,可以为明晰高温金属熔池演化机理及提高金属增材制造质量提供基础和帮助。
附图说明
图1是本发明主视示意图;
图2是本发明俯视意图;
图3是四向移动平台三维构造图;
图4是内方外圆滑块结构图;
其中:1:密封玻璃;2:承重平台;3:密封腔体;4:航插接口;5:气孔;6:激光支架;7:激光发射器;8:激光反射棱镜系统;9:比色测温仪;10:四向移动平台;11:移动控制手柄;12:驱动电机:13:待烧蚀实验金属块;14:蓝牙遥控旋转平台;15:蓝牙遥控器;16:计算机;17:抽压气机;18:惰性气体气瓶;19:气道;20:压力表;21:阀门;22:平台底座;23:x向横轴臂;24:z向竖轴臂;25:y向横轴臂;26:滑块;27:x向移动液压支架;28:x向半开口卡槽;29:z向竖轴臂底部支架孔;30:z向卡槽支架;31:z向移动液压支架;32:z向半开口卡槽;33:y向横轴臂底部支架孔;34:y向卡槽支架;35:y向移动液压支架;36:y向半开口卡槽;37:滑块支架孔;38:滑块支架;39:可360°旋转液压支架。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。
如图1及图2所示的本发明的可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置,具体为可控快速切换的密闭腔体激光烧蚀金属熔池重复测温装置,包括密封腔体平台、高能量密度激光发射系统、比色测温仪9、四向移动平台系统、待烧蚀实验金属块(多个)13、蓝牙遥控旋转平台系统、与比色测温仪9相连的计算机16及抽压气机系统。
密封腔体平台包括密封玻璃1和与密封玻璃1相连的承重平台2和由密封玻璃1和承重平台2所包围的密封腔体3,位于密封玻璃1侧边下方的航插接口4,位于密封玻璃1另一侧边的气孔5,以及和密封玻璃1上表面相连的激光支架6。
高能量密度激光发射系统包括激光发射器7和与激光发射器7相连的激光反射棱镜系统8,激光发射器7与计算机16相连。
四向移动平台系统包括四向移动平台10和与四向移动平台10相连的移动控制手柄11,以及与四向移动平台10相连的驱动电机12。
蓝牙遥控旋转平台系统包括蓝牙遥控旋转平台14和蓝牙遥控器15。
抽压气机系统包括抽压气机17和与抽压气机17进口相连的惰性气体气瓶18,以及与抽压气机17出口相连的气道19,气道19上设有压力表20和阀门21,阀门21位于抽压气机17出口侧。
密封玻璃1位于的承重平台2上方,所述密封玻璃1与承重平台2间放置密封垫,所述密封玻璃1采用紧固螺钉固定在承重平台2上。
四向移动平台10和蓝牙遥控旋转平台14均直接放置于位于密封腔体3内的承重平台2上,所述四向移动平台10位于蓝牙遥控旋转平台(14)左侧。
如图3及图4所示向移动平台三维构造图,所述四向移动平台10包括平台底座22和安装于平台底座22上的x向横轴臂23,和安装于x向横轴臂23上的z向竖轴臂24,和安装于z向竖轴臂24上的y向横轴臂25,以及安装于y向横轴臂25上的内方滑块26,滑块26为外圆型内方形结构的滑块。
x向横轴臂23外上侧设有x向移动液压支架27,所述x向横轴臂23内上侧设有x向半开口卡槽28。所述z向竖轴臂24外侧面底部设有z向竖轴臂底部支架孔29,所述z向竖轴臂24底面内侧设有z向卡槽支架30,所述z向竖轴臂24左侧面外侧设有可z向上下移动的z向移动液压支架31,所述z向竖轴臂24左侧面内侧设有可z向上下移动的z向半开口卡槽32。所述y向横轴臂25外底面右侧设有y向横轴臂底部支架孔33,所述y向横轴臂25右侧面内侧设有y向卡槽支架34,所述y向横轴臂25左侧面上侧设有可y向内外移动的y向移动液压支架35,所述y向横轴臂25左侧面下侧设有可y向内外移动的y向半开口卡槽36。所述滑块26左侧内表面上部设有滑块支架孔37,所述滑块26左侧内表面下部设有滑块支架38,所述滑块26右侧外圆表面上设有可360°旋转液压支架39。
所述x向横轴臂23通过紧固螺钉固定在平台底座22上,所述z向竖轴臂24分别通过z向竖轴臂底部支架孔29和z向卡槽支架30与x向横轴臂23外的x向移动液压支架27和内上侧的x向半开口卡槽28进行螺钉连接及卡槽连接,所述y向横轴臂25分别通过y向横轴臂底部支架孔33和y向卡槽支架34与z向竖轴臂24左侧面的z向移动液压支架31和左侧面的z向半开口卡槽32进行螺钉连接及卡槽连接,所述滑块26分别通过滑块支架孔37和滑块支架38与y向横轴臂25左侧面上的y向移动液压支架35和左侧面下侧的y向半开口卡槽36进行螺钉连接及卡槽连接。
如图1所示,所述比色测温仪9放置于四向移动平台10上,所述比色测温仪9通过紧固螺钉固定在四向移动平台10上可360°旋转的液压支架39上。
如图1及图2所示,所述待烧蚀实验金属块13(多个)按圆周方向等平分角度放置于蓝牙遥控旋转平台14上。
所述激光发射器7放置于待烧蚀实验金属块13上方的密封腔体3内,所述激光发射器7采用紧固螺钉固定在密封玻璃1上表面相连支架6上。
所述移动控制手柄11、驱动电机12、计算机16以及抽压气机系统放置于密封腔体3外,所述移动控制手柄11和驱动电机12通过密封玻璃1侧边下方的航插接口4与四向移动平台10进行插线连接,所述计算机16通过密封玻璃1侧边下方的航插接口4分别与激光发射器7及比色测温仪9进行插线连接。
所述抽压气机系统通过气道19与密封玻璃1的气孔5相连,所述气道19与密封玻璃1的气孔5通过密封胶进行连接。
本例实施中,所述激光发射器7具有发射红光及高能连密度激光功能,所述激光发射器7时间响应为10-9s。
本例实施中,所述比色测温仪9为德国三铯公司生产,在温度测量功能外,还具有发射红光及切换目镜功能,所述比色测温仪9时间响应为10-4s,测温范围为500K~3800K。
本例实施中,所述四向移动平台10可以实现预设/实时的前后、左右、上下移动以及旋转功能,所述四向移动平台10操作响应时间为10-4s,最小移动距离为10-2mm,最小调整角度为0.1°。
本例实施中,所述蓝牙遥控旋转平台14可通过操作蓝牙遥控器15实现正反转及旋转速度控制功能。
本例实施中,所述抽压气机17具有正反转功能,可以进行正传抽气、反转压气。
本利采用所述装置进行密闭腔体激光烧蚀金属熔池演化实验,可实现以下功能:密闭腔体内的测温仪测温点与激光初始射点的可控快速对点;金属熔池演化过程固定/移动两种激光模式下,不同位置温度的跟随/定点实时测量;多次/重复试验的方便快速切换;不同测温环境(真空/惰性气体压强)变换。
所述功能可通过以下步骤进行实现:
步骤一:在完成密闭腔体所述装置安装后,首先进行测温仪测温点与激光初始射点的对点。I.打开比色测温仪9红光功能,使其发射红光斑点;II.打开激光发射器7红光功能,使其发射红光斑点;III.操作四向移动平台10,配合使用前后、左右、上下移动及旋转功能,使比色测温仪9红光斑点靠近激光发射器7红光斑点;IV.关闭比色测温仪9红光,打开比色测温仪9目镜功能,在计算机16上监测比色测温仪9测温点与激光发射器7红光斑点具体位置,继续操作四向移动平台10,进行微调直至二者重合;V.完成比色测温仪9测温点与激光发射器7红光斑点对点过程。
步骤二:密闭腔体内真空/不同压力环境切换。
真空环境构建:I.拆除抽压气机17进口惰性气体瓶18,使其进口裸露于大气中;II.打开气道阀门21,运转抽压气机17,正转进行抽气;III.通过压力表20监测腔体内压力值,当真空度为0时,关闭气道阀门21;IV.关闭抽压气机17,完成真空环境构建。
不同压力环境构建:I.构建腔体真空环境;II.安装抽压气机17进口惰性气体瓶18,并打开惰性气体瓶18;III.打开气道阀门21,运转抽压气机17,反转进行压气;IV.通过压力表20监测腔体内压力值,当压力为指定压力时,关闭气道阀门21;V.关闭抽压气机17,完成指定压力环境构建。
步骤三:金属熔池演化过程固定/移动两种激光模式下,不同位置温度的跟随/定点实时测量。
固定激光模式下定点位置温度测量:I.处理试验件至统一标准,设定熔池演化过程中待测位置点与熔池中心距离;II.打开激光发射器7红光,移动其至待烧蚀实验金属块13上,固定此点并标定为熔池中心;III.操作四向移动平台10进行对点;IV.使用四向移动平台10微调功能,移动比色测温仪9测点至预设测点位置;V.设定激光发射器7功率,打开激光发射器7激光功能,烧蚀待测金属,完成待测点温度的测量。
移动激光模式下跟随温度测量:I.处理试验件至统一标准,设定熔池演化过程中待测位置点与熔池中心距离;II.打开激光发射器7红光,移动其至待烧蚀实验金属块13上,并标定为熔池中心;III.操作四向移动平台10进行对点;IV.使用四向移动平台10微调功能,移动比色测温仪9测点至预设测点位置;V.通过计算机16预设激光移动方向及移动速度;VI.通过控制手柄11预设四向移动平台10具有相同的移动方向及移动速度;VII.设定激光发射器7功率,打开激光发射器7激光功能,烧蚀待测金属,完成待测熔池位置温度的跟随测量。
步骤四:多次/重复试验的方便快速切换。I.计算待烧蚀实验金属块13均分分布角度;II.预设蓝牙遥控旋转平台14的旋转速度;III.计算并预设旋转平台14旋转时间;IV.旋转平台,完成待烧蚀实验金属块13的快速切换;V.按照前述步骤完成预设点温度的测量。
本例实施中,所述设定的激光功率范围在100W~1500W,设定的激光移动速度范围为0.35mm/s~0.8mm/s。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范之内。
Claims (10)
1.可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:包括密封玻璃(1),所述密封玻璃(1)内部为密封腔体(3),密封玻璃(1)内底部具有承重平台(2),该承重平台(2)上设有四向移动平台(10)和蓝牙遥控旋转平台(14),所述四向移动平台(10)上安装有比色测温仪(9),所述蓝牙遥控旋转平台(14)上放置若干待烧蚀实验金属块(13),所述密封玻璃(1)内顶部布置有激光支架(6),激光支架(6)上具有激光发射器(7),所述激光发射器(7)前方设有激光反射棱镜系统(8);所述密封玻璃(1)上设有航插接口(4),密封玻璃(1)外设有驱动电机(12)、计算机(16)、移动控制手柄(11)、惰性气体气瓶(18),所述移动控制手柄(11)上的线路和驱动电机(12)上的线路均通过航插接口(4)连接至四向移动平台(10),所述计算机(16)上具有两条线路,其中一条线路连接至比色测温仪(9),另一条线路通过航插接口(4)连接至激光发射器(7),所述密封玻璃(1)上开设有气孔(5),所述惰性气体气瓶(18)上设有连接至气孔(5)的气道(19),该气道(19)上设有抽压气机(17)和阀门(21)。
2.根据权利要求1所述的可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述四向移动平台(10)包括平台底座(22),所述平台底座(22)上设有卧式的x向横轴臂(23),x向横轴臂(23)沿长度方向设有x向半开口卡槽(28),x向横轴臂(23)上部设有竖立的z向竖轴臂(24),z向竖轴臂(24)下端具有在x向半开口卡槽(28)内滑动的z向卡槽支架(30),所述z向竖轴臂(24)的侧部沿长度方向设有z向半开口卡槽(32),z向竖轴臂(24)的侧部设有卧式的y向横轴臂(25),y向横轴臂(25)上设有沿z向半开口卡槽(32)活动的y向卡槽支架(34),y向横轴臂(25)沿长度方向设有y向半开口卡槽(36),所述y向横轴臂(25)上还设有滑块(26),所述滑块(26)上具有沿y向半开口卡槽(36)活动的滑块支架(38),滑块(26)上具有360°旋转液压支架(39),所述比色测温仪(9)安装在360°旋转液压支架(39)上。
3.根据权利要求2所述的可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述x向横轴臂(23)上设有用于驱动z向竖轴臂(24)移动的x向移动液压支架(27),x向移动液压支架(27)与z向竖轴臂(24)之间通过z向竖轴臂底部支架孔(29)固定;所述z向竖轴臂(24)上设有用于驱动y向横轴臂(25)移动的z向移动液压支架(31),z向移动液压支架(31)与y向横轴臂(25)之间通过y向横轴臂底部支架孔(33)固定;所述y向横轴臂(25)上设有用于驱动滑块(26)移动的y向移动液压支架(35),y向移动液压支架(35)与滑块(26)之间通过滑块支架孔(37)固定。
4.根据权利要求1所述的可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述气道(19)上还设置有压力表(20)。
5.根据权利要求1所述的可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置,其特征在于:所述密封玻璃(1)外部具有可远程控制蓝牙遥控旋转平台(14)的蓝牙遥控器(15)。
6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述的可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:安装密封玻璃(1)形成密封腔体(3),首先进行测温点与激光初始射点的对点过程:I.打开比色测温仪(9)红光功能,发射红光斑点;II.打开激光发射器(7)红光功能,发射红光斑点;III.操作四向移动平台(10),配合使用前后、左右、上下移动及旋转功能,使比色测温仪(9)红光斑点靠近激光发射器(7)红光斑点;IV.关闭比色测温仪(9)红光,打开比色测温仪(9)目镜功能,在计算机(16)上监测比色测温仪(9)测温点与激光发射器(7)红光斑点具体位置,继续操作四向移动平台(10),进行微调直至二者重合;V.完成比色测温仪(9)测温点与激光发射器(7)红光斑点对点过程;
步骤二:密封腔体(3)内真空/不同压力环境切换过程:
真空环境构建:I.拆除抽压气机(17)进口的惰性气体瓶(18),使其进口裸露于大气中;II.打开气道阀门(21),运转抽压气机(17),正转进行抽气;III.通过压力表(20)监测腔体内压力值,当真空度为0时,关闭气道阀门(21);IV.关闭抽压气机(17),完成真空环境构建;
不同压力环境构建:I.安装抽压气机(17)进口惰性气体瓶(18),并打开惰性气体瓶(18);II.打开气道阀门(21),运转抽压气机(17),反转进行压气;III.通过压力表(20)监测腔体内压力值,当压力为指定压力时,关闭气道阀门(21);IV.关闭抽压气机(17),完成指定压力环境构建;
步骤三:金属熔池演化过程固定/移动两种激光模式下,不同位置温度的跟随/定点实时测量:
固定激光模式下定点位置温度测量:I.处理试验件至统一标准,设定熔池演化过程中待测位置点与熔池中心距离;II.打开激光发射器(7)红光,移动其至待烧蚀实验金属块(13)上,固定此点并标定为熔池中心;III.操作四向移动平台(10)进行对点;IV.使用四向移动平台(10)微调功能,移动比色测温仪(9)测点至预设测点位置;V.设定激光发射器(7)功率,打开激光发射器(7)激光功能,烧蚀待测金属,完成待测点温度的测量;
移动激光模式下跟随温度测量:I.处理试验件至统一标准,设定熔池演化过程中待测位置点与熔池中心距离;II.打开激光发射器(7)红光,移动其至待烧蚀实验金属块(13)上,并标定为熔池中心;III.操作四向移动平台(10)进行对点;IV.使用四向移动平台(10)微调功能,移动比色测温仪(9)测点至预设测点位置;V.通过计算机(16)预设激光移动方向及移动速度;VI.通过控制手柄(11)预设四向移动平台(10)具有相同的移动方向及移动速度;VII.设定激光发射器(7)功率,打开激光发射器(7)激光功能,烧蚀待测金属,完成待测熔池位置温度的跟随测量;
步骤四:多次/重复试验的方便快速切换:I.计算待烧蚀实验金属块(13)均分分布角度;II.预设蓝牙遥控旋转平台(14)的旋转速度;III.计算并预设旋转平台(14)旋转时间;IV.旋转平台,完成待烧蚀实验金属块(13)的快速切换;V.按照前述步骤完成预设点温度的测量。
7.根据权利要求6所述的一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置的使用方法,其特征在于:所述步骤三中设定的激光功率在100W~1500W,设定的激光移动速度为0.35mm/s~0.8mm/s。
8.根据权利要求6所述的一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置的使用方法,其特征在于:所述步骤三中激光发射器(7)时间响应为10-9s。
9.根据权利要求6所述的一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置的使用方法,其特征在于:所述步骤三中比色测温仪(9)时间响应为10-4s,测温范围为500K~3800K。
10.根据权利要求6所述的一种可控快速切换的激光烧蚀金属熔池测温装置的使用方法,其特征在于:所述步骤三中四向移动平台(10)操作响应时间为10-4s,最小移动距离为10-2mm,最小调整角度为0.1°。
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